船联网信息感知与交互技术

船联网是指多艘船舶通信设备间组成的通信网络,主要用于船舶间数据和信息的传输,是近年来一种新型的海上通信网络。由于海洋恶劣的通信条件,以及舰载通信设备的性能制约,船联网至今仍然未能得到广泛的应用,且相应的研究成果亦数量较少。本文针对船联网的信息感知与交互技术进行了研究,设计不同船舶间的信息感知与通信框架,并给出不同网络间的选择算法,以解决船联网中不同船舶的通信接口设计问题,以及交互过程中的通信方式选择问题,对今后船联网的发展具有一定的借鉴意义。     

船用导航设备信息交互技术分析

船用导航信息的传输与利用是实现船舶系统自动化、信息化的基础之一。通过对目前众多的在役导航设备的调研,分析研究其信息传输交互技术,归纳总结出各类导航信息的内容、信号传输方式和数据格式,对其它系统有效利用导航信息以及导航系统的信息化发展具有指导意义。     

船用物联网中的无线网络认证协议

针对船用物联网中的无线网络认证受到网络攻击的影响,以提高船用物联网中的无线网络认证效率为目的,提出船用物联网中的无线网络认证协议。在引入通信技术的基础上,利用无线网络发送端与接收端的通信原理,建立无线网络认证模型;将客户端与船用物联网平台看成一个整体,利用身份认证步骤设计了认证流程,完成了用户和船用物联网平台的身份认证;结合无线网络认证协议的实现流程,遏制网络攻击行为,实现船用物联网中无线网络的认证。结果证明,与其他2种认证协议相比,提出的无线网络认证协议具有较高的认证效率,保证了船舶物联网中无线网络的安全,适合推广使用。     

船用物联网中的统计大数据融合管理体系分析

现有统计大数据融合管理体系由于冗余数据的干扰,存在着融合管理参数小的问题,为了解决上述问题,提出船用物联网中的统计大数据融合管理体系分析研究。利用自适应窗口清洗算法清洗统计大数据,消除冗余数据,依据统计大数据融合特点,确定分布式管理体系结构,以选取的融合管理体系结构为基础,建立统计大数据动态簇,构建路由树,通过路由树的维护流程,实现了船用物联网统计大数据的融合与管理。测试结果显示,与现有统计大数据融合管理体系相比较,提出体系融合延时小、管理能耗低,表明提出体系融合管理参数大,适合大力推广使用。     

船用物联网的网络安全问题研究

随着无线网络技术的飞速发展,带动物联网络技术的广泛使用,随之而来网络安全问题愈加严重。为了更好地保证船用物联网的网络安全,本文提出船用物联网的网络安全问题研究。结合物联网特点,对物联网内交互感知的信息进行融合交互计算,获得物联网信息数据交互特征。根据特征对物联网络内部数据节点进行入侵节点的向量机计算。对检测到的入侵节点进行优劣函数的粒子群优化计算,从而实现获取入侵节点特征,增强物联网防御性能的效果。最后,通过设计的对比实验对提出研究方法进行可行性验证,并得出可行性结论。     

物联网技术的船用电气设备带电检测系统

针对传统船用电气设备带电检测系统检测精度较低的问题,提出一种物联网技术的船用电气设备带电检测系统,系统硬件由下位机控制模块、电源模块、上位机终端控制模块构成;系统软件为船用电气设备检测软件。通过硬件与软件功能的结合,实现船用电气设备的带电检测,为了验证该系统的检测精度较高,将系统与基于静电检测的船用电气设备带电检测系统、基于畸变感应电场的船用电气设备带电检测系统、基于监测序列趋势的船用电气设备带电检测系统进行对比实验。实验结果证明物联网技术的船用电气设备带电检测系统的检测精度远高于传统船用电气设备带电检测系统,说明该系统更适用于船用电气设备的带电检测。     

船用柴油机故障诊断多信息融合技术研究

为了解决船用柴油机故障诊断中基于单传感器信息的方法诊断精度低的缺点,应用神经网络原理,提出了一种基于气缸压力,缸盖振动信号和燃油压力等多传感器信息融合的喷油器故障诊断新方法。通过提取船用柴油机工作过程故障三种信号的八个特征值,按正常和五种故障状态的构造学习样本文集和检验样本文集,对输入进行归一化处理,该方法能有效地提高其故障诊断精度。     

物联网技术在海洋污染监控中的应用

为解决传统海洋污染监控方法存在监控有效性较低的不足,提出了物联网技术在海洋污染监控中的应用研究。基于海洋污染传感器节点的设计,优化海洋污染数据采集方式;利用3G通信模块、ZigBee信模等多种通信方式,改善海洋污染监控终端显示,实现了物联网技术在海洋污染监控中的应用研究,试验数据表明,提出的物联网技术在海洋污染监控中的应用,较传统海洋污染监控,监控有效率提高8.04%,适合与海洋污染监控。     

物联网技术在海洋监控系统中的应用

在现代海洋开发中,随着人类开发领域的拓展及大型船舶的增加,海洋环境污染日益严重,如何合理开发海洋资源成为各国亟待解决的重大问题,而一套高效的海洋环境监控系统又是解决海洋污染的先决条件。物联网技术是利用传感网络对物与物进行连接与信息传输的技术,其结构及组网模式非常适合海洋环境监控系统。本文在研究基于物联网海洋监控系统结构的基础上,重点对系统组网的ZigBee算法进行改进,有效地减少了整个网络耗能。     

物联网技术在海上监控系统中的应用

在现代海洋航运业务中,利用统一的视频监控系统对各类船舶运行情况进行监控已经成为海上安全领域的重要组成部分。其不仅可以有统一的中心平台对海上运输船舶进行监控,同时能够实现各船舶之间的协作运行。现有的物联网技术能够很好解决物与物之间的数据采集及通信问题,对海上监控系统的设计具有很好的适应性。本文对海上监控系统中的视频信号传输技术及编码技术进行研究,在此基础上,提出一种基于物联网架构的海上监控系统。     

基于物联网技术的船舶海上目标远距离定位算法

针对传统的船舶海上目标远距离定位算法存在的缺点,如定位精确度低、数据处理耗时长等,提出基于物联网技术的船舶海上目标远距离定位算法。首先,基于物联网技术中的节点定位技术,针对船舶的3个自由度建立船舶运动模型;然后,确定未知节点的初始值,再与信标位置节点相结合,利用最小二乘法对定位偏差进行计算;最后,将初始值进行递归,得到未知节点坐标,至此实现基于物联网技术的船舶海上目标远距离定位算法。实验结果表明,与传统的定位算法相比,提出的定位算法的数据处理耗时最多可减少35 ms,平均定位误差减少0.58 m,其定位精确度更高,耗时更短,可以有效地实现船舶海上目标远距离定位。     

舰队传感器的物联网互联技术研究

传感器网络作为一种低成本高效能的数据采集与监控网络,已经被应用于多种应用场景,并发挥着越来越重要的作用。而采用传感器网络对船舶状态进行监测,对船员状况进行检查等,已成为当代船舶的基础功能之一。随着越来越多的舰载设备被纳入到这个传感器网络中,通过不同船舶间网络的交互,舰队物联网逐渐形成。为进一步提高舰队物联网的使用效能,本文对物联网的互联技术进行研究,提出一种将IPv6个域网与船舶传感器网络相融合的舰队物联网方案,通过仿真结果可看出,本文提出的方案具有较好的使用效果,能够在当前的船舶和舰队中获得使用。     

一种基于物联网的海上气象传输系统设计

在海洋航运业中,对气候变化的准确快速获取是保证其安全行驶的关键要素之一。海洋气候具有变化速度快﹑气温不稳定的特性,对其信息的准确高精度采集及有效传输是海上气象系统的重要研究方向。本文分析了近年来热门的物联网技术,将无线传输器与传感网络(WSN)应用到海面气象传输系统的设计中。最后对气象传输系统中的无线路由算法(LEACH)进行了分析及优化。最后通过仿真实验得到优化后的海上气象传输系统的性能有较大的提升。     

以物联网技术促进港口智能化发展

目前,物联网是战略性新兴产业的重要组成部分,是当前世界新一轮经济和科技发展的战略制高点之一,对加快转变经济发展方式具有重要推动作用。以物联网技术促进港口智能化发展,是我国港口现代化发展的重要方向,是我国港口转变发展方式、提升港口综合竞争力的重要路径。     

海上军事物联网安全模型设计与分析

海上军事物联网是物联网技术在海洋军事方面的应用,其通过多种应用于海平面、水下以及安装于武器系统的多种传感器,为战役指挥系统提供实时的战场态势感知和智能指挥决策,是当前军事科技研究的热点领域之一,也是当前我国国防科技发展的重点建设领域之一。然而,海上军事物联网由于其特殊的应用场景和设计目标,导致传统的物联网安全协议和方法难以直接使用,存在着一定的安全隐患。为了解决这一问题,本文针对海上军事物联网的安全需求,设计一种多步骤物联网分析模型,能够综合考虑多种威胁类型,并部署多种安全策略,具有较好的实用性。