基于无线传感网络的航道水下数据监测系统

航道水下数据采集和传输受到水下通信信道的多径干扰,导致数据监测的稳定性不好,提出一种基于无线传感器网络的航道水下数据监测系统设计方法。采用水下换能器基阵构建无线传感器网络,进行航道水下声纹数据、船舶辐射噪声数据以及海洋混响数据采集,采用局部总线技术进行监测数据的远程传输控制,采用TMS320C50 DSP芯片作为航道水下数据监测系统的核心处理芯片,进行航道水下数据的集成信息处理,监测系统的硬件设计分为无线传感器模块、数据滤波模块、中央控制模块以及总线模块,采用无线传感器网络进行数据监测系统的网络设计,实现水下航道数据流的多路复用、数据帧检测和上位机通信传输。测试结果表明,设计的数据监测系统能实现航道水下数据的准确采集和传输控制,数据稳定输出性能较好。     

无人水下航行器控制系统CAN转换节点设计与测试

UUV模拟水下运动物体目标特性时,需增加部分重要特征量的模拟设备,以提高其模拟目标的准确性。文章采用CAN协议芯片SJA1000与单片机为主要硬件,利用C语言编制硬件驱动程序,设计并实现了RS485(232)-CAN转换节点,构建了节点测试平台,对设计实现的节点进行了测试验证,测试表明其满足UUV控制系统CAN要求,可对非CAN网络设备接入UUV控制系统CAN网络,增强UUV模拟水下运动物体特征的准确性提供有力支持。     

借助Surfer软件进行水下地形演变监测分析

长江干线航道水下地形复杂多变,冲刷和回淤幅度此起彼伏,本文简要叙述利用水深测量数据对长江南京以下12.5米深水航道水下地形演变监测分析的方法,及制定航道水深监测周期的意义,着重介绍Surfer曲面测绘软件的等高线图示法、三维图示法和断面图示法及其应用。     

无线网络航道水下数据监测系统设计

针对基于5G的数据监测系统、基于传感器技术监测系统受到航道噪声影响,而导致监测精准度低的问题,提出无线网络的航道水下数据监测系统设计。使用水温传感器、水压传感器和PH值传感器获取水温、水压和PH值,使用OPA4650芯片设计低噪声放大器,通过串口数据监测器捕获串行通信数据。使用平均算子滤波器进行降噪处理,由此设计监测流程。通过实验结果可知,该系统最高监测精度为0.95,最低为0.92,具有精准监测效果。     

船舶并网发电状态监测系统设计

传统船舶发电状态监测系统,在并网发电状态监测场景下,存在并网发电容量状态判定误差较大,导致实际输出电量与储存电量之间比例异常,扰乱正常并网发电特征逻辑。通过分析并网数据发现,关键在于监测系统对于并网发电系数的判定逻辑阈值,而阈值影响因素由监测硬件与软件算法两部分决定。因此,为了解决上述问题,提出船舶并网发电状态监测系统设计。首先,硬件功能结构进行设计;其次基于硬件获得数据,对并网发电判定阈值进行优化。最后,对输出监测量进行状态系数评估计算,保证输出监测系数的准确性。通过与传统监测系统10组数据的对比表明,提出设计的监测系统,具有数据监测误差小、连续监测稳定性好的特点,更适合船舶并网发电场景的应用。     

BIM技术在航道水下地形空间监测中的应用

地形是区域环境的重要组成部分,三维地形分析为地表演化过程研究提供了全新的技术支撑。本文依托黑沙洲航道整治二期工程多期水下地形测量数据,基于BIM技术实现各个时期航道水下地形表面的三维可视化,并对其进行动态监测分析。研究表明,基于BIM技术实现航道水下地形空间监测,能够更加形象直观地展示区域地形演变、泥沙淤积等三维情况,对于航道的维护和整治具有重大意义。     

长江航道水下数字高程模型自动化处理系统

手动处理生成航道水下数字高程模型（DEM）费时耗力,存在着效率瓶颈。提出并构建长江航道水下数字高程模型自动化处理系统。该系统由水深数据自动监测读取模块、DEM自动处理模块、成果自动加工模块以及流程监控显示模块组成,实现了从原始水深点自动监测到规则格网DEM及其专题图的快速自动化处理,有效节省了人工操作,提高了DEM产品的时效性,解决了效率瓶颈问题。     

一种基于跳频编码技术的声系统值班接收系统设计方法

值班接收系统是水下节点必不可少的组成部分。值班接收系统在水下需长期值守,可靠性、稳定性至关重要,同时要尽可能做到体积小、功耗低。本文介绍了一种值班接收系统,采用了硬件频率分析与软件逻辑判别、译码相结合的跳频编码技术,能较好地兼顾以上技术要求。     

便携式水下机器人设计

出于对近海海洋探索的目的,本文应用了上次研究[1]的水下ROV空间姿态控制系统设计了一种便携式水下机器人。该水下机器人系统硬件部分主要由电源模块、无刷电调、遥控部分以及姿态传感器模块组成,软件控制以及相关数据处理由一块ARM-M3内核的处理器完成,编译软件使用Kile。水下机器人结构采用3D打印机制作,材料选用PLA。遥控通讯采用CAN总线协议。水下机器人经过实际调试可以达到相关技术要求,下潜深度100 M,能实现简单的水下作业要求。     

长江电子航道图航标数据更新系统的设计与实现

以研发长江电子航道图航标数据更新系统为目的,开发基于长江电子航道图的管理、航标数据信息更新等功能的生产软件,实现了航标技术管理人员通过编辑达到长江电子航道图航标数据及时更新的目标,有效地提高了长江电子航道图航标信息的时效性和准确性,为电子航道图的应用管理工作提供了及时准确的航标信息,更好地发挥了长江电子航道图的应用功能。     

南方CASS在绘制水下地形变化图的应用

目前,通过测量数据绘制断面图是检验长江航道整治工程抛石施工质量的主要方法,但在施工区域面积大,测量数据多的情况下,绘制断面图的难度、工程量就非常大。为提高成图的时效性、准确性和完整性,文章提出了运用南方CASS成图软件来绘制水下地形变化图,并对其成图的优势和方法进行了分析。     

门座起重机振动监测系统研究

振动监测是港口门座起重机状态监测与故障诊断的重要方法.设计了振动监测节点的硬件和软件及远程上位机监控程序.利用2种加速度传感器分别测量起重机低频和高频振动,实现了振动数据的无线远程传输、存储、分析处理.通过现场试验证明系统的可靠性、有效性.     

CAN总线在电机实时监测系统中的应用研究

针对大型电机组状态监测系统传感器类型繁多、集成化程度不高的问题，重点研究CAN（Controller Area Network）总线在电机组实时监测系统中的应用，完成基于CAN的传感网络节点硬件接口与软件通信协议的设计，并设计多节点通信的动态优先级算法。MSP430单片机作为子模块核心部件，实现对工程数据的高效获取和对CAN协议传输的控制；基于CAN总线实现数据实时、高效和高可靠性的传输。     

长江镇江航道处顺利完成辖区水位站汛前巡检维护工作

正水位站是长江航道维护工作重要基础设施。汛期将至,为保障汛期期间水位监测数据的准确性、稳定性,近日,长江镇江航道处对辖区水位站进行汛前巡检维护工作,保障航道畅通安全。技术人员通过数字航道动态监测平台进行电子巡察时,发现定易洲水位站出现不再上报数据的情况,立刻前往现场进行抢修。到达定易洲水位站后,技术人员发现该水位站硬件设备一切正常,大家按照操作流程逐项进行分析检测,经过2个多小时的努力,终于找到故障原因——通     

物联网技术的船舶通信过程切换信号监测系统设计

传统的船舶通信切换信号监测系统很难在短时间内监测到所有的通信切换信号,监测效果差。针对这一问题,基于物联网技术设计了一种新的船舶通信过程切换信号监测系统,系统硬件由监测层、网络层和管理层3部分组成。软件由程序初始化、信号获取、信号判别、数据存储4步组成。为检测监测系统工作效果,与传统监测系统进行实验对比。结果表明,基于物联网技术设计的监测系统可以在短时间内监测到所有的船舶通信信号,监测能力强,应用价值高。     

基于CIVIL 3D的疏浚工程量计算分析

本文采用CIVIL 3D分别建立了某内河A、某内河B和某内河C的部分地形模型,并用曲面放坡和距离放坡建立了疏浚模型,计算了航道的疏浚工程量。所得数据传统软件所得数据相差较小,验证了模型的正确型。通过不同航道和不同建模方式的对比分析发现,与传统软件所得数据相比,航道弯曲段的差异较航道直段的大。曲面放坡所得数据比距离放坡大,由于其对应于不同的实际工况,因此需要设计负责人择优选取。但本文研究成果为设计负责人在今后采用BIM设计时提供一些实验数据。     

基于多传感器的水上水下测绘数据融合算法

水上水下测绘是资源勘测的重要步骤,也是海事监管部门提升航道监管水平,了解航道状态的重要方法。本文介绍一种船载水上水下测绘系统,该测绘系统配置了多种传感器和信标,包括声波探测器、深度仪等。详细描述该水上水下测绘系统的组成原理,对水上水下测绘系统中多传感器的数据融合技术进行了重点介绍,后续的试验和仿真证明,本文研究的传感器数据融合技术具有良好的效果。     

船舶柴油机轴向异常振动监测智能系统

针对传统振动监测系统在一定时间内处理数据量少的问题,设计船舶柴油机轴向异常振动监测智能系统。设计由KTR微型自恢复式位移传感器、AD转换器和滤波芯片组成的系统硬件。在硬件部分的基础上设计系统的软件部分。使用傅里叶变换处理采集的振动信号,根据EMD分解原理提取可能的异常振动信号。在神经网络中,将信号与模板异常信号匹配,完成对轴向异常振动监测智能系统设计。通过与传统振动监测系统的对比实验,证明了设计的智能监测系统能够在相同时间内处理更多的数据,具有优越性。     

基于Linux的舰船航行数据记录系统

传统的舰船航行记录手段记录时具有很强的主观性,精准度低,一旦船舶发生问题,就不能进行记录。基于Linux技术设立了一种新的舰船航行数据记录系统,分别对系统硬件和软件部分进行设计,重点设计了硬件部分的采集器、存储器和供电电路,通过硬件构造编写了软件流程,软件共分为数据采集、数据处理、数据存储和数据显示4步。通过与传统手段对比检测了该记录系统的工作效果,实验结果表明,设计的记录系统具有很强的记录能力,记录数据字节与实际数据字节相近。     

可回收式水下声学网络监测节点的设计与实现

本文针对我国日益增长的近海海洋环境监测的迫切需要,同时考虑到水下节点布放和回收的便捷性,提出了一种新型可回收式水下声学网络监测节点方案,该方案的特点是使用可脱开插头和电爆螺栓来实现节点的水下长时间供电和自主上浮分离。最终完成的声学网络节点样机可靠性高、结构紧凑且性能指标良好,并已通过海试实验验证。该水下网络监测节点是水声网络监测技术与试验系统的基本功能实现平台,为后续开发利用海洋资源提供依据和参考。