无线传感器网络在船用信息处理中的应用

当前舰船信息有线连接网络的节点覆盖范围小,导致船用信息处理准确度较低,应用无线传感器网络处理船用信息。使用无线传感器网络,定位传感器节点,实时采集舰船数据;划分不相交子区域,连续追踪目标任务,控制通信数据融合;通过通信路由与汇聚节点路径提取通信令牌,处理船用信息。实验结果表明,与传统有线连接网络相比,应用无线传感器网络的船用信息处理准确率提升18%左右,更有利于提升舰船信息质量。     

大规模船舶通信网络数据量估计数学模型构建与仿真分析

针对原有船舶通信网络数据量估计的数学模型对网络数据量展开预估时,网络节点定位估算能力较差的问题,设计大规模船舶通信网络数据量估计的数学模型构建。根据设定的数学模型构建流程,采用MLCEC算法提升网络节点的预估精度,获取通信网络节点估算值。而后,在估算的节点位置设定传感器获取单一节点数据收发量,设定计算过程,对通信网络中节点数据收发量展开统计,得出船舶通信网络数据量预估值。至此,大规模船舶通信网络数据量估计的数学模型构建完成。设计仿真分析环节,通过与原有数据模型相比,此数学模型对通信网络中节点位置的定位与估算精度较高。综上可知,大规模船舶通信网络数据量估计的数学模型估算效果优于原有模型。     

基于k-检测的无线传感器网络探测能力分析

对进入监控区域的运动目标进行探测跟踪是无线传感器网络的重要功能之一,论文以BOOL模型传感器节点为基础,分析了基于k-检测的无线传感器网络中,目标从无线传感器网络边界进入内部一定距离被发现的概率,以及目标的运动速度与网络探测概率之间的关系.通过仿真表明,传感器节点的布设密度、传感器的感知半径与探测概率以及目标的最大速度之间存在着一定的关系,这为根据实际需要进行传感器节点布设和传感器参数设计提供了参考.     

基于Zigbee技术的大气温湿数据采集系统设计与实现

论文设计实现了基于ZigBee技术的大气温度、湿度参数采集系统,ZigBee无线传感网络在家居、工业、医疗等领域应用的发展暗示着它已经成为一种新的技术趋势.为了快速构建大气温湿参数采集无线通信网络,从应用方面着手对ZigBee技术的网络拓扑结构进行研究和介绍.在IAR开发环境下,采用TI公司的Z-STACK协议栈,以CC2530芯片为核心构建了一个由若干节点组成的星型无线传感网络.各终端器利用温湿度传感器DHT11采集温度、湿度数据,并通过网络汇聚到协调器.实现了基于ZigBee网络的温度、湿度参数采集及通信.     

基于无线网络的船舶航道水深测量研究

基于无线网络的船舶航道水深测量方法提升水深测量效果,为确保船舶航行安全提供参考。以超声波测距传感器为无线水深测量节点,采集船舶航道水深数据,利用相关函数法预处理超声波信号,提升水深数据采集精度;汇聚网关利用基于网络编码的数据传输方法,转发采集的水深数据至中央处理器;通过中央处理器分析处理接收的数据,并存储至对应的数据库内;用户利用客户端调取数据库内的数据,实时查看船舶航道水深测量结果。实验证明：该方法可有效采集船舶航道水深数据,精准测量船舶航道水深;不同冗余系数下,该方法数据传输的能耗较低,具备较优的数据传输效果。     

基于事件触发的无线传感器网络动态分簇

针对由目标事件激发的无线传感器网络动态分簇问题,提出了一种动态分簇协议。着重研究了簇头竞选,成员招募和簇重组等关键环节,在簇头竞选机制中,提出了一种综合考虑了节点接收信号强度,剩余能量以及与汇聚节点的距离等因素的竞选方案。在簇成员招募阶段,提出了一种基于任务需求的自适应簇范围划分方法,约束了簇的规模,降低了簇内通信的能耗。仿真结果表明：该协议能够有效地节省节点能量,延长网络寿命,尤其适用于汇聚节点距离网络较远的情况。     

基于身份认证的船舶通信网络全同态加密方法

传统船舶通信网络全同态加密方法加密过程中,无法实现身份数据认证,造成加密权限紊乱,为此设计基于身份认证的船舶通信网络全同态加密方法。使用汇聚节点方式将身份认证程序引入全同态加密系统中,通过明文集计算对身份认证数据进行同态加密,检测汇聚节点数据完成身份认证数据的检测;对加密文案进行去噪处理,通过整数同态加密,实现船舶通信网络全同态加密。试验数据表明,设计的同态加密方法比传统同态加密方法的保密系数高12%,并且能够实现身份认证处理。     

舰船航行信息传送的无线传感器网络能耗优化

由于无线传感器网络能源电力完全消耗后导致该节点失去效用,提出一种舰船航行信息传送的无线传感器网络能耗优化策略。建立舰船航行信息传送过程中产生的能耗模型,结合节点休眠策略和簇头选择策略,构建无线传感器节点综合节能策略,通过合理选择休眠节点,延长无线传感器使用寿命。通过实验结果证明,所研究策略的节点剩余能耗、节点存活数量更多,具有节能、延长传感器使用寿命的效果。     

船舶通信网络高损耗节点定位技术研究

在船舶通信过程中,节点的能耗十分关键,一些重要点由于节点能耗过快就提前死亡,影响船舶通信网络的数据传输性能。为了提高船舶通信网络的数据传输性能,设计了一种船舶通信网络的高损耗节点定位技术。首先分析船舶通信网络的工作原理,建立节点能耗的数学模型,然后对船舶通信网络节点的能量损耗进行预测,准确定位一些高损耗节点,最后进行仿真测试分析船舶通信网络的高损耗节点定位的性能。结果表明,本文方法可以准确找到船舶通信网络中的高损耗节点,通信过程可以不引入到数据路由中,提高了船舶通信网络数据传输速率,船舶通信网络数据传输成功率也得到了改善,可以更好地实现船舶通信网络的通信。     

基于k-检测的无线传感器网络探测能力分析

对进入监控区域的运动目标进行探测跟踪是无线传感器网络的重要功能之一,论文以BOOL模型传感器节点为基础,分析了基于k-检测的无线传感器网络中,目标从无线传感器网络边界进入内部一定距离被发现的概率,以及目标的运动速度与网络探测概率之间的关系。通过仿真表明,传感器节点的布设密度、传感器的感知半径与探测概率以及目标的最大速度之间存在着一定的关系,这为根据实际需要进行传感器节点布设和传感器参数设计提供了参考。     

无线传感器网络基于信号到达角度的节点定位算法研究

提出了一种基于锚节点的信号到达角度值并利用节点之间的位置关系实现传感器网络中未知节点的定位算法。通过仿真实验,分析了锚节点数目、节点通信距离、测量角度误差等因素对算法的定位精度和定位覆盖率的影响。     

基于大数据分析的船舶通信网络优化研究

网络优化是提高船舶通信系统工作性能的重要方法,针对当前船舶通信网络优化存在工作效率低,节点能量消耗大等缺点,设计基于大数据分析的船舶通信网络优化方法。首先以数据传输能量最小为目标建立船舶通信网络优化的数学模型,然后将船舶通信网络优化问题看作为一个大数据分析处理,通过云平台对数学模型进行并行求解,每一个子任务组合模型对数据传输能耗进行预测,选择能耗最小路由进行数据传输,最后进行船舶通信网络优化方法性能的仿真测试。测试结果表明,本文可以有效对船舶通信网络进行优化,提高了船舶通信系统的数据传输速度和成功率,具有十分广泛的应用前景。     

舰船通信网络多节点数据安全态势预测技术研究

传统的预测技术在预测舰船通信网络多节点数据安全态势时,准确率很低。针对这一问题,研究一种新的舰船通信网络多节点数据安全态势预测技术。该技术分为安全态势分析、安全态势感知、安全态势预测、安全态势评估4步,给出了舰船通信网络多节点数据安全态势感知模型和安全态势预测模型,安全态势感知模型由设置层、存储层和感知层组成,通过DS证据理论建立安全态势预测模型。与传统预测技术进行了实验对比,结果表明,给出的预测技术预测准确率高,发展空间大。     

基于嵌入式的海洋运输环境数据采集与动态监控节点设计

为保障海上船舶运输数据的有效采集和监控,需要对海上船舶运输数据环境监控系统进行设计。采用当前算法进行监控时,存在监测范围小、成本高、功耗高、实时性低等问题。为此,提出一种低功耗适用于海洋运输环境的物联网动态监控的节点设计方案。该方案先定义基于物联网的海上船舶运输环境数据监控系统模型,将此系统模型分为无线传感网络、汇聚节点和监控中心,在此基础上对传感器节点、汇聚节点以及监控中心的硬件均进行设计,并给出基于ZigBee技术的无线传感器组网过程,设计出基于物联网的海上船舶运输环境数据监控系统。实验结果表明,该方法能够对海洋环境信息进行数据采集和动态监控,具有低成本、功耗低和丢包率低等方面的优点,具有可行性。     

基于嵌入式的海洋运输环境数据采集与动态监控节点设计

为保障海上船舶运输数据的有效采集和监控,需要对海上船舶运输数据环境监控系统进行设计。采用当前算法进行监控时,存在监测范围小、成本高、功耗高、实时性低等问题。为此,提出一种低功耗适用于海洋运输环境的物联网动态监控的节点设计方案。该方案先定义基于物联网的海上船舶运输环境数据监控系统模型,将此系统模型分为无线传感网络、汇聚节点和监控中心,在此基础上对传感器节点、汇聚节点以及监控中心的硬件均进行设计,并给出基于ZigBee技术的无线传感器组网过程,设计出基于物联网的海上船舶运输环境数据监控系统。实验结果表明,该方法能够对海洋环境信息进行数据采集和动态监控,具有低成本、功耗低和丢包率低等方面的优点,具有可行性。     

基于数据驱动的舰船通信网络异常行为检测方法

为了提高对舰船通信网络异常识别能力,提出基于数据驱动的舰船通信网络异常行为检测方法。采用最短路径和最大覆盖范围寻优方法构建舰船通信网络的节点覆盖模型,通过最小间隔均衡技术对舰船通信网络的信道均衡控制,提取舰船通信网络的信道传输信息特征。对舰船通信网络的行为特征参数分析,结合谱分量融合和融合聚类处理方法,实现对舰船网络异常行为的数据驱动控制。根据数据驱动的图模型参数识别和异常谱特征聚类分析,实现对舰船通信网络异常行为检测。测试结果表明,该方法能够进行舰船通信网络异常行为检测处理,提高信道均衡性能     

天气干扰下海上船舶通信延迟消除方法

目前研究的海上船舶通信延迟消除方法无法对中间继电点汇聚节点搜索,搜索范围不够全面,进而导致消除效果不好。为解决上述问题,基于蚂蚁算法提出新的天气干扰下海上船舶通信延迟消除方法。通过最优算法确定最佳网络分簇大小以及最优簇从数量,以任意周期内的通信节点能量消耗为基础,确定网络通信节点通信范围半径和节点分布密度,利用最小代价多跳路为搜索目标,引入蚂蚁算法进行路径搜索,进而针对无线通信蚂蚁信息扩散和数据包发送频率实现信号延迟消除。实验结果表明,天气干扰下海上船舶通信延迟消除方法能够消除过程中能耗更小,节点无响应频率更低。     

面向海洋监测的船舶无线传感网络节点部署方法优化

传统无线传感网络部署方法在海洋监测领域应用中,由于无线传感器数量、信号覆盖范围以及节点相关参数无法相互匹配,导致无线传感网络节点间的衔接异常,无法有效覆盖传输范围。针对上述问题本文提出面向海洋监测的船舶无线传感网络节点部署方法优化,首先通过传感分布算法,对传感网络分布位置进行模型建立分析,得到准确的无线传感器建立的位置参数;接着引入安全节点算法对分布的网络传感器信号进行交互安全计算,保证信号的稳定;最后,通过引入QDP粒子算法,对传感网络节点目标信号进行优化,最大化提升部署节点的有效利用率;并通过仿真实验证明提出方法的有效性与可行性。     

舰船通信网络数据多路径嵌入式传输方法

针对舰船通信网络数据拥塞,传输不完整的问题,提出了舰船通信网络数据多路径嵌入式传输方法。预测数据平稳性,清除噪声数据,确保传输数据均在传输通道内,计算通信网络节点和感知目标之间的距离,根据最短距离确定最佳路径,独立维护子集和元数据,并根据任务顺序进行存储资源分配;采用嵌入式终端对数据进行重构,查询、读取数据,结合自适应传输方式进行数据传输。实验结果表明,该方法数据传输完整,且数据传输拥塞控制结果与理想值相差3 bit,具有高效、完整的传输效果。     

舰船通信网络结构复杂性实证分析

针对现代军事信息系统日益呈现出的复杂性和网络化的结构特点,提出基于复杂网络的研究思路.通过把舰船通信实体简化为节点,把节点之间的通信联络简化为边,构建出某舰船通信网络拓扑模型.然后通过计算通信网络的度量参数,验证了舰船通信网络的复杂性特征.为将复杂网络研究成果运用到未来军事信息系统建设中提供了积极的理论启示和参考价值.