基于软件定义的海上异构网络信息传输技术

软件定义网络技术将网络控制与数据转发功能分离,并采用软件定义的方式实现了网络的灵活重构和敏捷管理,已成为新型网络架构发展的主流方向。针对海上通信手段异构多样、网络拓扑复杂多变、信息传输流程与协议灵活适配的应用需求,提出一种基于软件定义的海上异构网络信息传输的网络结构、互连模型、路由机制、数据转发控制方法和技术架构,并对其关键技术进行了研究。     

舰船监控网络异构监控数据自适应存储方法

为快速有效存储舰船监控网络异构监控数据,提出舰船监控网络异构监控数据存储方法。此方法主要用于优化舰船监控网络监控数据云存储平台的存储效果,多个舰船监控设备,经多个虚拟网关在数据接口层统一接口的使用下,将异构监控数据发送至数据处理层;数据处理层使用基于聚类的异构监控数据分类方法,将异构监控数据按照来源分类;分类后数据发送至分布式数据存储层,使用基于自适应分配的异构监控数据存储方法,结合分布式数据存储模型的可用容量与带宽状态,将分类后监控数据以自适应分配方式,存储于性能最优的存储模型,完成自适应分配存储。实验结果表明,此方法具备舰船监控网络异构监控数据自适应存储能力,存储效率、成功率显著提高。     

海上传感器网络的策略控制方法研究

无线传感网络是一种基于传感器数据采集、RFID射频通信、分布式计算及无线通信技术于一体的综合网络,结合了数据采集、传输及处理功能,应用于海上各类军事、环境探测、航运等领域。同时,与陆地环境相比,海上传感网络各节点能量不能得到及时补给,对各节点需要进行能量均衡以延长网络生命周期。本文分析海上传感网络拓扑结构,提出一种传感器各节点的能量负载均衡控制算法,降低整个网络的功耗,提高网络生命周期。     

分层异构海洋传感器网络多节点数据安全检测方法

传统海洋传感器网络节点数据检测方法,对分层异构网络下的海洋传感器存在多节点数据安全检出率低的问题。为此,提出随分层异构海洋传感器网络多节点数据安全检测方法。首先,计算分层异构网络传感器链路层中的传输信噪比,确定传感器交互安全;通过特征模糊算法对传感器中的多节点进行节点安全检测;最后,通过神经网络算法对多节点下的数据安全进行检测计算。通过对比试验的方式,来证明设计方法的检出率高于传统方法,满足设计要求。     

海上无线传感器网络中一种改进的定位算法

近年来,海洋无线传感器的定位问题成为海洋无线传感器网络领域中的研究热点之一,并在导航、防灾等众多领域得到了广泛应用。本文对TDOA、Chan定位算法、最小平方算法及其优化定位算法等进行研究,并提出一种改进的TDOA算法,以提高海上无线传感器网络定位算法的精度。通过Matlab仿真工具,对本文提出的方法进行仿真,证明该方法的有效性。     

无人驾驶试验船控制平台和异构通信网络设计

近年来,近海渔业、化石燃料等资源日渐枯竭,深海、远洋资源探测成为各国相互竞争的重要领域。由于深海、远洋海域的环境条件恶劣,威胁海上作业人员的安全,因此,采用无人驾驶试验船进行资源探测、环境监测、巡航等成为一项研究热点。本文重点研究一种智能化程度较高的无人驾驶试验船,并对该试验船的控制平台设计和异构通信网络设计等内容进行详细介绍。     

一种在异构数据库中进行查询的方法研究

阐述了如何利用Visual C 与数据库系统连接和可视化编程的强大功能,实现异构数据库中的数据库集成,直接查询的方法,该方法为用户提供了可视化界面,完成了目前常用几种数据库（SQL－SERVER,Foxpro,Access,Excel)的两两转换和和查询。     

一种在异构数据库中进行查询的方法研究

阐述了如何利用VisualC++与数据库系统连接和可视化编程的强大功能,实现异构数据库中的数据库集成,直接查询的方法,该方法为用户提供了可视化界面,完成了目前常用几种数据库(SQL-SERVER,fOxpro,Access,Excel)的两两转换和查询。     

无线异构网络互连仿真研究

针对海军通信中存在的无线网络专网专用问题,提出了一种具有较强扩展性的无线异构网络互连互通解决方案,通过子网间路由协议的设计极好地解决了异构网络之间的跨子网通信问题,并通过仿真实验评价了跨子网通信能力以及网络通信性能,进一步验证方案的可行性。     

异构网络在船舶控制舱室远程监测中的应用

船舶自动化水平的提高要求实现对船舶的实时监控,船舶控制舱室是船舶自动化系统的重要组成部分,对控制舱室进行监控可以准确了解船舶的运行状态,最大程度保障船舶运行安全。本文对异构网络进行了研究,提出了一种基于异构网络的船舶控制舱室远程监测系统,系统使用现场总线技术、以太网、因特网、4G网络等实现控制舱室监控数据的传输和共享,设计了系统的整体架构,系统使用B/S结构,最后对服务器的数据库进行了设计。系统可以实现控制舱室的远程监控,因而具有一定的实际意义。     

水下传感网络拓扑结构的稳定性控制方法

为了提高水下传感网络拓扑结构的稳定性,降低网络输出的误比特率,进行网络拓扑结构稳定性控制,提出一种基于节点连通性测试和均衡控制的水下传感网络拓扑结构的稳定性控制方法,采用分层路由协议构建水下传感网络的拓扑结构,采用连通性测试方法进行水下传感网络的链路均衡性配置,实现传感器节点的优化部署,传感器节点进行能量均衡控制,提高网络拓扑结构的稳定性。仿真结果表明,该控制方法能降低水下传感网络的能量开销,网络的输出误比特率较低,稳定性更好。     

海上船舶无线导航传感器网络的平台应用

导航技术成为当前海上智能交通系统发展的热点。针对无线传感器网络的特性,本文设计一种开放式船舶综合导航体系架构,着重介绍基于无线传感器网络的导航算法。该方法通过代价函数为船舶规划最优导航路径。最后通过仿真实验表明,该算法可以按照导航要求,引导目标按最优路径到达指定位置。     

面向海上传感器网络的数据与信息框架构建

海上传感器网络是当前海洋环境监测使用的重要手段之一,然而在实际应用过程中,如何在严苛的海洋环境中,充分发挥其功能,仍然需要进一步的研究。本文提出一种新型面向海上传感器网络的数据与信息框架,该框架能够有效管理静态,准静态等多种传感器类型,并能够处理时间序列数据集和多种数值模型。本文提出的框架包含决策支持机制,以及能够实现数据集成、挖掘和管理的丰富工具。其最主要的创新在于使用了综合设施注册机制,从而能够以标准化的方法对基本数据、元数据等多种信息进行存储和输出。     

海洋传感器网络数据与信息架构研究

传统的无线传感器网络在海洋环境监控、船舶状态控制等领域发挥着重要的作用,然而这些传感器网络的设计、部署等过程往往针对某一特定的使用需求,难以做到功能和信息的集成和共享,使用成本较高且维护难度较大。为解决这一问题,本文提出一种海洋传感器网络数据与信息架构,该架构结合当前流行的软件定义概念,将海洋传感器网络分为数据层、控制层和应用层,将传感器网络的功能实现与物理实现相分离,使得同一传感器网络能够支持不同的上层应用,且不同的传感器网络也能够支持同一个业务,为海洋传感器网络的进一步推广使用和数据信息的集成、分析、共享等提供了重要基础。     

基于动态面的船舶航向自适应神经网络控制

针对船舶航向控制非线性系统模型中存在的不确定性和外界干扰的影响,采用动态面控制算法设计了一种鲁棒自适应神经网络控制器。该方法通过引入一阶低通滤波器,消除了反步法设计中由于反复对虚拟控制的求导而导致的复杂性问题,同时还避免了控制器可能存在的奇异值问题。利用Lyapunov设计的鲁棒自适应控制器不仅能保证闭环系统的半全局渐近稳定,使得输出渐进跟踪期望轨迹,还能跟踪误差通过控制器的设计参数加以调整。     

船舶航向跟踪系统自适应单神经网络控制

  目的  为了最大限度地保障智能船舶运输安全,研究一种与智能船舶正常航行控制策略不同的船舶运动鲁棒控制算法,不追求准确、快速和节能,以智能船舶稳定航行为唯一设计指标。  方法  采用四维Norrbin非线性数学模型和二阶闭环增益成形算法设计控制策略。  结果  得到了航向不稳定船舶保持稳定的鲁棒控制器设计的通用算式,仿真结果验证了所提出控制策略的有效性。  结论  正常海况下,该控制策略的综合性能指标不如以往的控制策略,但在8级风以上的恶劣海况下,能最大限度地保障船舶航行稳定、安全。该控制策略可以作为智能船舶在恶劣海况下安全航行的配套措施。