舰船通信网络入侵风险等级分类系统设计

针对原有入侵风险等级分类系统对入侵信息等级划分具有误差性的问题,设计舰船通信网络入侵风险等级分类系统。此次系统设计的硬件部分沿用原有系统的硬件部分,仅增加网络信号处理设备,提升通信网络对入侵信息的处理能力。采用上述硬件结合网络数据分类结果与K均值算法,获取网络中的异常信号信息。应用风险严重等级的置信度函数计算信息的风险等级,按照风险等级分类结果完成对信息的分类工作。至此,舰船通信网络入侵风险等级分类系统设计完成。构建系统性能测试环节,与原有系统相比,此系统的信息风险等级结果与样本设定一致。综上所述,此系统的风险等级分类效果较好,与原有系统相比更具优越性。     

基于射频识别技术的舰船分布式实时通信系统设计

针对传统通信系统在通信数据量较大时误码率过高的问题,设计射频识别技术的舰船分布式实时通信系统。以射频发射器芯片和PFGA芯片为核心,设计通信系统硬件部分的通信信号收发模块和控制模块。在设计的硬件部分基础上,设计通信系统的软件部分。在分布式结构的基础上,设计通信系统的分布式架构。使用升余弦滤波器对通信信号滤波处理,按照通信协议,实现实时通信,完成对射频识别技术的舰船分布式实时通信系统的设计。通过与基于GSM的无线通信系统和基于TS-LTE技术的无线通信系统的对比实验,证明了射频技术的通信系统误码率更低,性能更优。     

基于MC9S12的船舶机舱远程监测系统研究

根据船舶机舱监测系统的分析和检测要求,采用具有CAN总线功能的单片机控制系统进行船舶机舱各信号的检测与处理,设计相应的硬件控制电路,并通过GPRS进行远程通信,实现信号数据的无线传输。     

基于傅里叶分析的舰船航行安全监控系统

针对当前舰船航行安全监控系统在运行时,监控测量精度较低,导致系统测量的周期性脉冲信号较为分散的问题,设计基于傅里叶分析的舰船航行安全监控系统。硬件部分设计舰船航行安全监控控制器,实现监控控制模块功能,设计安全监控信号输出接口,分析船用发动机各种状态参数。软件部分设计采用高精度傅里叶分析法,接收监控测频数据,制定串口通信程序数据分析过程。设计监控信号接口输出代码,通过监控信号接口输出分析结果,完成舰船航行安全监控系统设计。测试结果表明,基于傅里叶分析的舰船航行安全监控系统监控测量的周期性脉冲信号较为集中,能够有效提高监控测量精度。     

水下机器人漏水检测系统研究

叙述了基于PIC单片机的水下机器人漏水检测系统。该系统通过PIC单片机对多路漏水传感器信号进行实时检测与处理，并将结果通过通信实时传送给上位计算机进行决策控制。该系统初步完成研制，已进入系统联调。     

船载航行数据加密系统设计

传统的加密系统加密时间长,加密等级低。为了解决这一问题,设计了一种新的船载航行数据加密系统。由采集器、集中器、加密器和计算机共同组成系统硬件结构,数据的传输总线为M-BUS。M-BUS采用的通信标准为EN1434-2标准,引用RACA822芯片作为内部核心芯片。设定1种活动模式,5种低功耗模式,由红外发送、接收装置实现通信。由信息采集、中断判定、加密分析来实现加密软件程序。为检测系统设计效果,设定对比实验。结果表明,给出的加密系统加密时间更短,加密等级更高。     

基于单片机的多路船舶漏水预警系统

现有的多路船舶漏水预警系统存在着可靠性低、响应速度慢的弊端,为了解决上述问题,提出基于单片机的多路船舶漏水预警系统设计研究。多路船舶漏水预警系统硬件设计包括主控芯片、传感器与报警器设计,软件设计包括水位检测模块、信号处理模块与漏水报警模块。通过硬件与软件的设计实现了多路船舶漏水预警系统的运行。通过实验得到,与现有的多路船舶漏水预警系统相比,设计的多路船舶漏水预警系统极大地提升了系统的可靠性与响应速度,充分说明设计的多路船舶漏水预警系统具备更好的预警性能。     

舰船航行状态信息集中监测系统的研究与设计方法

舰船航行状态信息复杂度逐渐提升,为舰船航行状态信息监测带来了极大难度,现有系统已经无法满足舰船稳定航行的需求,故提出舰船航行状态信息集中监测系统的研究与设计方法。设计舰船航行状态信息集中监测系统硬件单元包括ADMA型惯导单元、FPGA选型单元与CAN通信单元,软件模块为CAN通信模块、惯导数据解算模块与航行状态信息存储模块。通过上述硬件单元与软件模块的设计,实现了舰船航行状态信息集中监测系统的运行。实验结果显示:与现有系统相比较,设计系统响应时间更短,角度平均误差较小,充分证实了设计系统信息监测效果更好。     

受冲击舰船通信网络交汇信号节点滤波系统设计

传统的通信网络交汇信号节点滤波系统存在实时性较差的缺陷,为此提出受冲击舰船通信网络交汇信号节点滤波系统设计。通信网络交汇信号节点滤波系统硬件设计包括芯片选择、FPGA器件选择与滤波电路设计,软件设计包括FPGA程序设计、通信网络设计与信号节点滤波设计,通过硬件与软件的设计实现了通信网络交汇信号节点滤波系统的运行。通过实验得到,设计的通信网络交汇信号节点滤波系统信号处理时间比传统系统快了30 s,说明设计的通信网络交汇信号节点滤波系统具备极高的实时性与有效性。     

基于数字媒体的船载微弱通信信号自动捕获系统设计

针对传统信号捕获系统中出现的船载微弱通信信号捕获不精准的现象,提出并设计了基于数字媒体的船载微弱通信信号自动捕获系统。硬件系统中优化了射频电路,引入C/A码发生器,得到船载微弱通信信号的序列码,为软件运行提供数据准备;软件系统为核心设计部分,对微弱通信信号进行检测后,建立基于数字媒体的信号自动捕获模型,将自动捕获模型在硬件系统内应用,实现船载微弱信号的自动捕获。仿真实验结果表明,自动捕获系统比传统捕获系统的船载微弱通信信号捕获精度高出27.81%,具备极高的有效性。     

海上高速航行船舶触礁距离实时计算方法

为了提高船舶航行安全性,并应对航行过程潜在碰撞风险,提出海上高速航行船舶触礁距离实时计算方法。通过航海雷达探测船舶航行环境中的礁石目标,确定极坐标系下的位置坐标后,将其转换地心垂直坐标系下,构建基于PLSTM-FCN的船舶航迹预测模型,从船舶自动识别系统中获取高速航行船舶历史位置、航速、航向、船舶长度、宽度以及吃水深度等AIS数据,将其作为模型输入,模型输出为船舶航行实时位置预测结果,结合礁石目标位置,完成触礁距离的实时计算。实验结果表明,该方法可预测船舶航行航迹,预测MSE值仅为0.002 2;可实现船舶触礁距离的实时计算,计算结果与实际距离误差介于0.77～1.55之间。     

复杂航行环境船舶航行异常监控系统

传统船舶航行异常监测系统,在复杂航行环境下无法对轨迹信号图像作出正确判定,导致船舶航行监测结果与实际航行监测要求偏差较大,影响船舶正常航行安全。因此提出复杂航行环境船舶航行异常监控系统软件设计。利用卡尔曼滤波算法,建立航行轨迹图像数据高帧率采集硬件,获取高清轨迹图像数据;软件功能主要分为轨迹图像信号建模、轨迹图像模型信号的异常处理与异常轨迹像素的平滑提取3部分;通过仿真对比数据,证明提出系统在复杂航行环境下,能够有效提升异常轨迹监测识别率22.34%。     

船舶海上航行路径三维虚拟系统设计

传统的船舶海上航行路径三维虚拟系统存在着虚拟清晰度低的缺陷,为此提出船舶海上航行路径三维虚拟系统设计。船舶海上航行路径三维虚拟系统硬件设计包括船舶海上航行路径数据信息采集单元、三维虚拟设备单元与通信单元,软件设计包括三维虚拟场景设计、船舶海上航行路径数据信息库设计与船舶海上航行路径三维虚拟设计,通过硬件与软件设计实现了船舶海上航行路径三维虚拟系统的运行。通过实验得到,设计的船舶海上航行路径三维虚拟系统虚拟清晰度比传统系统高出28%,说明设计的船舶海上航行路径三维虚拟系统虚拟效果更好。     

辐射式雷达回波模拟器的设计与实现

论述了一种雷达回波模拟器的设计及实现,该系统采用软硬件相结合的方法,通过仿真模型实时解算雷达回波信号,通过硬件电路控制射频信号的实时输出.     

基于嵌入式的船舶电子通信系统的设计

针对海上环境变化莫测,采用传统系统受到信号干扰影响,导致通信能力较差,为了解决该问题,提出了基于嵌入式的船舶电子通信系统设计。以C8051f020单片机为核心,设计硬件平台。通过平台信令信道接收来自其他节点呼叫信息,并将接收到的路由信息发送给信道单片机,采用检错后重新发送方式控制数据帧发送,设计复位电路,实现系统数据帧抗干扰传送以及用户按键复位功能。采用C/S模式,以S3C2410平台作为服务器,将PC主机作为客户端,设计系统通信流程,利用vi编辑工具编辑romfs配置文件脚本文件格式,由此完成船舶电子通信系统设计。通过实验对比结果可知,该系统最高通信能力可达到98%,使嵌入式设备可通过网络与其他通信系统进行信息交换。     

基于射频通信技术的扭矩测试系统

现代船舶控制系统需要实时对曲轴扭矩进行测量，本文提出采用无线射频数据传输方式，对曲轴扭矩实时采集，并发送到上位机的思路。给出了系统的硬件电路图，设计了无线数据采集系统。采用轮询方式，实现了对转轴多点扭矩的数据采集，通过设计合理的通信协议，保证了通信的可靠性，该系统结构简单且可行性强。     

基于以太网的船载通信航行数据记录仪的数据优化

船载通信航行数据记录仪具有非常重要的作用,它通过采集船舶GPS定位系统、计程仪、VHF(低、高频)通信设备和雷达系统的输出信号,以一种安全、可靠的方式保存下来,一旦船舶发生事故,可以通过数据记录仪获取事故发生前船舶的航行状态以及当时的气象环境条件。本文的主要研究内容是船载航行数据记录仪的数据优化等内容,将以太网技术应用于航行记录仪的数据传输和处理过程,并设计了基于以太网技术的航行记录仪雷达信号数据处理系统。     

分布式船舶通信信号系统的优化设计

传统船舶通信信号系统不仅复杂性高,而且性能差。为此优化设计了一种分布式船舶通信信号系统。分析了当前常见船舶通信信号系统的弊端,给出分布式船舶通信信号系统中地面系统和船载系统的实施方案,依据差异原则设计系统结构。介绍了系统通信控制服务器设计过程,硬件安装选用简单易实现的CBCI插卡方式。分析了容错与安全管理单元设计过程,给出FPGA内部结构和通信模块设计过程,通过通信信号供电单元为系统供电。软件设计主要包括通信接口软件与信号控制算法设计。实验结果表明,所设计系统性能优。     

面向船载监控传感网络的船舶触礁远距离预测系统

为解决常规船舶触礁预测系统存在预测可靠性较低的不足,提出了面向船载监控传感网络的船舶触礁远距离预测系统。基于船舶触礁远距离预测系统传感器设计以及系统总控设计,实现系统硬件设计;搭建船舶触礁远距离预测系统算法,构建系统通信协议,完成触礁远距离预测系统软件设计。实现了面向船载监控传感网络的船舶触礁远距离预测系统设计,试验数据表明,提出的船舶触礁远距离预测系统较常规船舶触礁远距离预测系统,平均预测可靠性提高63.61%,适合船舶触礁远距离的预测。     

应用单片机的船舶横摇姿态稳定性动态控制系统

考虑到船舶在海上航行的环境因素会导致横摇姿态不稳定,为了确保船舶的稳定航行,提高横摇姿态稳定性控制精度,提出了应用单片机的船舶横摇姿态稳定性动态控制系统。在硬件设计部分,基于船舶横摇姿态稳定性动态控制系统的硬件架构,对设计单片机主控芯片、姿态控制传感器和遥控器接收机进行了设计,在软件设计部分,通过提取平衡差量参数,对差量平衡算法进行了设计,完成系统硬件与软件之间的对接,实现船舶横摇姿态稳定性动态控制系统的设计。实验结果表明,应用单片机的船舶横摇姿态稳定性动态控制系统可以通过减小航向角控制误差和横滚角控制误差,提高横摇姿态稳定性控制精度。