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。     

基于物联网和嵌入式技术的船舶远程监控系统开发

我国不仅是海洋运输大国,也是造船大国。船舶的大型化以及自动化要求对船舶进行实时监控,很多船舶监控系统采用线缆连接,灵活性差,成本高,且很难实现远程监控。本文提出一种基于物联网和嵌入式技术的船舶远程监控方案,对系统的需求进行分析,重点设计基于Zigbee技术的无线网络节点,并设计基于IOS的手机移动端监控软件。系统具有功耗低、实时性好、稳定性高等特点。     

船舶远程监控数据的动态采集方法

为了提高对船舶的远程监控能力,提出一种基于多传感器组网及融合跟踪识别的船舶远程监控数据动态采集方法,构建船舶远程监控数据采集的无线传感器网络模型,进行传感器节点的自适应分布式优化定位设计,采用量化融合跟踪方法进行船舶远程监控数据挖掘和特征提取,构建反馈均衡滤波器进行数据采集后的抗干扰滤波处理,提高数据采集的干扰抑制能力,结合数据挖掘算法实现对船舶监控数据的动态采集。仿真结果表明,采用该方法进行船舶远程监控数据采集的准确性好,抗干扰能力较强,输出信噪比较高。     

遗传算法在海上无线传感器优化配置中的应用

为了提高海上无线传感器的自动配置和节点优化部署能力,提出基于遗传算法的海上无线传感器优化配置方法。构建海上无线传感器的节点均衡部署模型,采用传感器输出终端链路均衡配置方法进行海上无线传感器节点的均衡控制和自适应调节,建立海上无线传感器节点的自动轮询控制协议算法,结合自适应加权控制的方法进行海上无线传感器节点的负载均衡调节,结合功耗抑制方法降低海上无线传感器的能量开销,在遗传算法寻优下,实现海上无线传感器的节点优化配置和信道均衡设计。仿真结果表明,采用该方法进行海上无线传感器配置和节点部署的自适应性较好,均衡覆盖能力较强,提高了传感器网络的稳定性和寿命周期。     

船舶无线传感器网络中物联网技术的应用

无线传感器网络是一种自组织式的传感器网络,传感器节点之间通过无线通信技术进行数据传输,可以显著提高信息采集、分析和处理的效率,在多种工业领域具有广泛的应用。物联网技术是将互联网技术和计算机技术相结合的一种新兴技术,具有重要的实际应用价值。本文的研究对象是海上综合信息管理平台,该平台主要负责海域内船舶、海洋环境、气象环境等信息的采集,同时对该海域内船舶进行导航。本文研发了一种基于无线传感器网络的海上综合信息管理平台,并详细介绍了该平台中的传感器节点设计过程。     

物联网在船舶安全监测系统中的应用研究

随着海上航运业的发展,船舶的海上安全航行成为关系到整个航运业务的发展,一套实时高效的船舶安全监测系统指导船舶航程的关键设备。传统的船舶安全监测系统基于总线结构,随着监控维度的增加,其实时性﹑准确性已经越来越不能满足现代航运业的要求。本文在研究了物联网架构的基础上,将物联网各技术应用至海上远程监控系统中,构建了基于无线传感器及Zigbee无线传感网络的船舶安全监测系统,最后给出了系统的软件实现。     

基于物联网的海上智能通信电网技术

在现代海上电力系统中,智能化通信电网技术已经成为未来船舶电力供电系统的发展方向,从而使供电网络与各个船舶电力系统底层节点建立起自动化连接。而物联网系统中的无线传感网络技术,能很好地解决物与物之间的数据采集及通信问题,适应海上智能电网中通信问题。本文在研究无线传感网络及海上智能电网模型的基础上,提出一种基于海上智能通信的物联网体系结构,最后给出整个系统的网络结构模型设计并进行了系统仿真。     

PLC在船舶油水分离器动态监测系统中的应用

当前海洋船舶运输在全球经济中扮演着重要角色,船舶含油污水的排放对海洋环境造成越来越大的影响。对船舶油水分离进行动态监测可以有效减少含油污水的排放。本文提出一种基于三菱Q系列PLC的船舶油水分离器动态监测系统,使用油份传感器和流量传感器对船舶污水进行监测,并通过以太网络将采集的数据发送到监控中心。本文对传感器数据采集过程以及PLC和监控中心的网络通信进行详细设计,设计的系统经过测试具有良好的可靠性和稳定性,能够应用于各类型船舶。     

CAN总线技术在船舶分布式水密门报警系统中的应用

随着船舶测控技术的发展,各类传感器在船舶分布式水密门报警系统中得到了广泛应用,传感器分布在设定好的监控节点位置,采集所需的各类物理数据,采集数据通过CAN总线传输至监控中心,在监控中心完成船舶机舱的数据分析,出现故障则发送报警信息。基于CAN总线技术的船舶分布式水密门报警系统能够实时监控机舱的运行状态,是保障船舶安全运行的重要系统。本文分析了整个系统的数据采集、传输、分析等功能模块,最后给出了仿真结果。     

基于物联网技术的船舶移动数据采集与分析系统设计

基于数据采集的各类船舶电子系统应用场景越来越广泛,如海底勘探系统、海洋气象环境监测系统,传统数据采集与分析系统利用各类传感器对温度、湿度、地形等数据进行采集,通过无线或有线方式传输至信息中心进行统一处理,基于物联网的数据采集分析系统利用无线传感网络,将传感器节点进行归类分簇,在无线传感网络内进行融合处理后再传输,提高了采集分析效率。本文设计基于ARM的船舶移动数据采集分析系统,最后进行仿真。     

基于ARM Cortex-M3的舰用无线振动检测系统

为了满足舰船上振动检测的需求,开发一种以ARM Cortex-M3内核的32位微控制器为核心的无线振动检测系统。介绍了有无线传输功能,由检测节点,汇聚节点和上位机组成的三层结构设计方案。设计了各个节点中三轴加速度传感器、无线传输、通信接口等模块的硬件电路,并给出了各个节点和上位机的控制、通讯的软件设计方案。实际测试表明,此系统具有操作安装简单、实时性强、低功耗、低成本等特点,应用前景广泛。     

船舱内异常压力警戒监控平台的设计与实现

传统方法一般基于物联网技术对船舱内的异常压力警戎监控,且主要通过增加数据分析模块来缩短监控时间,却忽略了监控领域对监控性能的影响,存在监控不准确、效率低及性能差的问题。提出一种船舱异常压力警戒监控的无线网络平台。对硬件部分的警戒模块、接口模块、电源模块、控制模块、传输模块、采集模块进行分析,通过采集模块对船舱异常压力警戒监控数据进行采集,利用传输模块将所得数据进行传输,借助接口模块对各模块进行接口设置,电源模块提供电源,警戒模块主要是对船舱内异常压力进行警戒,并设计无线网络平台软件部分。实验结果证明,所设计的监控无线网络平台其监控所需时间更短、准确度更高,具有更好的性能。     

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。     

用于多移动目标定位的WSN节点设计与实现

无线定位是无线传感网络的关键技术之一。在众多的无线定位技术中,基于RSSI的定位技术得到了科研人员的最广泛认可。介绍基于RSSI定位技术的原理和方法,采用世界上首款真正SoC ZigBee射频芯片,设计定位节点的硬件,详细分析定位引擎软件的工作流程。实验测试结果表明,节点能够成功地进行通信,并在节点间有效地收发数据,从而实现无线定位。     

无线传感网络系统在船舶机舱中的应用研究

从技术发展的角度，阐述了船舶机舱的特定条件下更适合应用无线传感网络系统的原由，并重点论述了目前制约无线传感网络发展的关键问题。针对我国机舱自动化发展现状，提出了下一步开展无线传感网络研究的设想。     

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S_882Z的能源采集电路设计

电源在整个无线传感器网络系统中具有极其重要的意义,为了满足系统为微型传感器节点供电的需求,论文设计了采用充电泵实现超低压启动,双电容蓄能,两级变压的微弱能源采集电路.该电路能够在低温差条件下为蓄能电路积累能量,实现低温差环境下的微弱能量采集,并能够根据无线传感器节点的间歇性工作的特点,快速做好供电准备.     

一种虚实结合的船舶压缩空气操作训练系统设计

针对航运院校采用真实船舶动力设备系统操作训练存在占地面积大、成本高且缺少实船环境的缺点,本文以船舶压缩空气系统为例设计出一种虚实结实的动力设备操作训练系统,建立了压缩空气系统的三维实体模型和设备的数学模型,通过Unity3D实现了船舶压缩空气系统的场景漫游和虚拟操作功能,采用PLC控制技术实现了空压机组的控制功能,解决了PLC控制器与Unity3D之间数据交互问题,最终实现了通过实物控制箱控制虚拟的空压机组的目的。     

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。     

An equilibrium-based network model for international container flows

The liner shipping industry is a highly complex system and is extremely sensitive to rapid changes in the environment. To facilitate decision-making in response to endogenous and exogenous shocks, this research develops a strategic network model based on equilibrium principles to analyze the international marine liner shipping network according to port charge, congestion level at the port, and load factor of the ship and estimates the possible container flows under different scenarios in the long run. The distribution model of container flows is extended from Beckmann's transformation. To calibrate the parameters employed in the model so that it offers greater fidelity in predicting container flows, we devise a descent direction-based heuristic. The proposed framework is empirically applied to various scenarios to validate the model and predict the flow pattern after significant events. By identifying these events’ potential impact on the maritime network, the presented model can help relevant stakeholders reduce uncertainty when shaping maritime policies so that they can seize opportunities to increase their competitiveness and maintain their advantage in the maritime market.