基于有源RFID技术的船舶识别与控制终端系统研究

为了实现船舶调度和控制,需要进行船舶定位识别,提出一种基于有源RFID技术的船舶识别与控制终端系统设计方法。采用装有RFID阅读器的船舶主动定位系统进行船舶的位置坐标、类型、速度以及载荷信息进行有源识别,结合GPS定位和无线网络技术进行船舶自组织网络设计。采用MSP430处理器设计船舶的有源RFID读写器,控制终端系统的硬件设计包括了处理器模块、通信模块、航行控制模块、天线模块和人机接口模块等,在ARM Cortex-M3内核中进行控制终端的核心控制电路设计,实现船舶识别与控制终端系统优化设计。系统测试结果表明,采用该系统进行船舶识别的可靠性较好,RFID应答器与识读器间的通信稳定,对船舶的总体控制效果较好。     

嵌入式技术船舶实时监控系统

船舶实时监控系统可以对船舶航行路径、航行状态以及周围海洋信息的实时监测分析,提高船舶安全航行能力,为此提出嵌入式技术的船舶实时监控系统设计方法。首先构建船舶实时监控系统的总体结构模型,监控系统由信号采集模块、信号处理模块、核心控制模块和输出模块组成,然后采用低功耗的嵌入式用ARM Cortex-M0为处理内核,监控系统通过RS232进行Linux终端控制,实现船舶监控系统的自动增益控制和远程控制,各种控制信号由CPLD产生,在输出终端输出8路D/A转换信号,实现船舶实时监控信息输出,最后系统测试结果表明,该系统进可以实现舶实时监控,具有较好的信号采集和数据分析能力,监控系统输出稳定性较好,且能实现监控异常报警。     

物联网中嵌入式船舶远程数据采集系统研究

在船舶物联网通信系统中,核心数据处理器一般都采用嵌入式结构。为了实现远程数据传输,物联网会与外部互联网连接,能够远程控制船舶的有关设备,进行预警和数据的云处理。本文设计的嵌入式船舶数据远程采集系统,主要的通信控制模块和数据采集处理模块都相对独立,采用嵌入式单片机AT89S52实现主要的数据传输功能,在硬件设计时,充分考虑A/D模数转换器的选型,分析数据滤波的变换算法。最后利用VC++软件实现船舶远程数据采集的流程控制。     

船舶通信终端远程导航监控技术

随着船舶运输行业的飞速发展,船舶航行安全面临着日益严峻的挑战,因此对船舶通信远程导航监控技术的要求也逐渐增高。但由于当前船舶导航定位雷达存在较多局限性,难以满足精准定位、准确导航的系统设计要求。因此结合软件技术和航空雷达技术对船舶导航监控系统进行优化和设计,以便解决当前船舶通信终端远程导航监控系统中存在的盲区问题。基于以上背景,结合GIS技术对船舶通信终端远程导航监控覆盖系统进行设计,以便对船舶位移雷达配置信息进行提取和配置,从而达到精准及时的显示船舶航行监控信息,保障船舶在航线上准确航行的设计目标。为检测该方法的实用性针对系统动态的管理雷达导航监控功能进行仿真实验,实验结构证实该系统可有效达到对船舶航行通信远程导航监控进行精准动态模拟的效果,可为船舶航行航线数据进行稳定的监控,对航行数据误差进行精准分析。由此证实船舶通信终端远程导航监控系统对航运事业远程自动导航监控系统有着重要的指导意义。     

船舶航行数据远程采集系统

介绍了一种基于卫星通信的船舶数据远程采集系统,该系统采用嵌入式控制设计,组合船舶C站和自动识别系统(AIS)设备组建系统,利用C站的卫星通信功能接收陆地远程控制指令,通过嵌入式控制系统实现对C站和AIS设备的远程控制。采集C站和AIS设备中的船舶航行信息,通过卫星通信将航行信息传送到陆地船舶管理系统,实现了船舶数据的远程采集,为提高船舶自动化和现代化管理水平提供了技术平台。     

基于物联网的无人水面艇航行状态监测系统设计

针对无人水面艇(Unmanned Surface Vessel, USV)航行状态监测及试航性能评估试验中的参数获取问题,设计一套USV航行状态监测系统。以物联网(Internet of Things, IoT)3层架构为基础,设计小尺寸、低功耗的监测方案。以多源传感器和STM32微控制器作为感知层,以远距离无线电(Long Range Radio, LoRa)网关及LoRa终端作为数据远程传输途径,以传输控制协议(TCP)作为数据远程传输协议,以云平台作为系统应用层,实现数据采集、传输和应用功能。基于监测系统要求,在应用层设置阈值实现航行状态预警功能。对系统功能及性能进行测试,结果表明,系统横、纵摇精度为±0.02°RMS,风速为(0.2±0.03) m/s,风向为±2.5°,所有监测参数技术指标均符合要求,且丢包率在通信距离小于1.4 km时为1.5%,较传统方法降低约22%。该系统可为进一步完善USV航行状态监测提供技术支持。     

PLC控制的船舶航行线路监测系统

针对当前系统存在船舶航行线路监测数据传输速率较低的问题,提出PLC控制的船舶航行线路监测系统。传输信号模块由数据传输芯片与通信芯片构成;控制模块由PLC与可编程终端构成;监测模块由位置传感器、嵌入式监测装置与GPS接收器构成,监测平台模块主要利用上位机向用户呈现监测结果;地图模块主要是通过JavaScript语言对页面HTML地图进行创建。与其他系统进行了对比实验,实验结果证明该系统的监测数据传输速率更高,提高了数据传输性能。     

B/S架构的海上船舶交通信息管理系统

为了实现海上船舶交通管理的信息共享,提高对海上船舶交通信息管理的智能水平,提出一种基于B/S架构的海上船舶交通信息管理系统开发设计方案。系统采用无线信息采集层、网络数据传输层和面向对象应用层的3层结构,采用RFID、无线传感器、红外等数据信息感知技术进行海上船舶交通信息的原始采集,在B/S架构体系上进行交通信息管理系统的总线数据传输和远程通信设计,系统采用Lab Windows/CVI和B/S结构进行无线通信组网设计,在应用层完成整个船舶交通信息处理和交叉编译操作,在嵌入式内核下进行海上船舶交通信息管理系统的软件开发设计。系统测试结果表明,采用该系统进行海上船舶交通信息管理的智能性较好,对交通信息的集成调度能力较强。     

船舶航行数据的远程集成采集方式

通过对船舶航行数据的远程集成采集,实现对船舶航行的状态监测,提出基于浮点DSP集成控制的船舶航行数据的远程集成采集系统设计方法,构建船舶航行数据采集的总体结构模型,数据采集系统的功能模块组成包括VXI全局总线模块、采集触发模块、数据传输模块、数据波束形成模块等,采用浮点DSP作为核心控制器,进行船舶航行数据的多重通道采集和信号输出设计,在波束形成器中输出采集的集成船舶航行数据。仿真测试表明,设计的数据采集系统能有效实现船舶航行数据采集,数据波束输出的响应能力较强。     

基于VR技术的移动信号网络海面覆盖控制研究

为精准控制行驶船舶的航行传输信息,提出一种基于VR技术的移动信号网络海面覆盖控制方法。分别计算移动信号的上限所及范围及下限所及范围,完成VR技术下网络海面覆盖域区间的确定。在此基础上,搭建海面移动信号处置体系,按照覆盖差量的求取原则,处置控制权限的阈值参数,实现VR技术下移动信号网络海面覆盖控制研究。对比实验结果表明,与传统TVP-VAR型控制策略相比,应用新型覆盖控制方法后,DVS指标最大值由0.28提升至0.74,船舶航行传输信息得到实时精准控制。     

基于嵌入式系统的装备远程故障诊断设计

针对某型通信装备仅提供专用电传接口输出系统信息,无法为用户提供远程维护接口,系统故障及诊断信息无法通过网络传输的缺点,利用嵌入式技术和网络技术,选用基于ARM7TDMI内核的S3C44BOX嵌入式处理器和~Clinux操作系统,设计实现了该装备诊断信息网络化传输的改进方案,为实现装备远程故障诊断提供了保障。     

多船并行航行轨迹精准控制算法研究

多船并行时,为精准控制船舶按照期望轨迹航行,研究多船并行航行轨迹精准控制算法。构建多船并行航行模型,分析多船并行航行位置与速度信息、动力控制量信息后,从首摇转矩与螺旋桨转速调节的角度,研究轨迹控制方法。将需控制轨迹的船舶当下位置与速度信息、期望位置与信息,作为基于位置与速度调节的多船并行航行轨迹控制算法的控制样本,计算当下位置与速度的误差值后,由模糊控制算法整定航行轨迹控制器3种控制参数,输出位置控制量、速度控制量,作为船舶首摇转矩、螺旋桨转速控制量,实现多船并行航行轨迹精准控制。实验结果表明：使用此算法,理想工况中多船并行航行位置与期望位置、航行速度与期望速度均一致;恶劣工况中多船并行航行轨迹的X轴位置误差、Y轴位置误差均小于0.2 m,轨迹控制结果精准。     

基于云计算平台的船舶航行数据实时快速采集系统设计

为给船舶航行控制、运维等提供数据,设计基于云计算平台的船舶航行数据实时快速采集系统。该系统数据源模块利用数据采集装置采集船舶实时航行数据,通过接收机和广播信号将其传输到DDN网络模块内,该网络模块通过路由器、交换机等将船舶航行数据传输到服务模块内,该模块通过采集服务和其他服务内的单元执行数据采集、数据异常分析、告警以及采集远程控制等功能,并将数据采集、分析等结果传输到应用模块内,应用模块通过数据实时显示、数据查询等单元为用户提供数据采集与分析等结果。实验表明,该系统采集船舶航行数据较为精准,且采集数据的实时性较好。     

基于人工智能技术的船舶电气设备自动控制系统

为确保船舶电气设备稳定运行,设计基于人工智能技术的船舶电气设备自动控制系统,提升自动控制效果。利用模拟量输入模块采集船舶电气设备信息,经由模拟扩展子模块处理后传输至处理器模块内;通过数字量输入模块采集船舶电力设备开关状态的数字信号,经由开关信号检测电路处理后,传输至处理器模块内;处理器模块采用中央处理器预处理采集的设备信息与开关状态数字信号;PID径向基函数神经网络控制器,依据预处理后的设备信息与开关状态数字信号,输出船舶电气设备自动控制量;数字量输出模块依据设备控制量,经由驱动电路与开关阀驱动电路,自动控制船舶电气设备及其开关状态;利用触摸显示模块呈现船舶电气设备自动控制结果。实验证明,该系统可有效采集船舶电气设备信息,自动控制效果较优且无超调情况,具备较好的人机交互功能。     

船舶航行轨迹自动化控制中PLC技术研究

为有效发现水域中那些偏离正常航行轨迹的船舶,从而提高船舶航行安全性,设计基于PLC技术的船舶航行轨迹自动化控制方案。通过提取船舶航线轨迹数据的方式,弥补缺失信息的插补空隙,完成PLC数据的采集及预处理。在此基础上,度量轨迹内航行节点间的相似性,按照正常轨迹点的建模需求,实现对时间复杂度的精准分析,完成船舶航行轨迹自动化控制中的PLC技术研究。对比实验结果表明,与GMM航迹分析算法相比,应用PLC自动化控制方案后,QIE水域避障系数提高至6.32,不仅提高船舶的航行安全性,也可有效发现偏离正常航行轨迹船舶的实时所处位置。     

船舶电力变压器系统的优化设计与实现

船舶电力变压器系统是保障船舶稳定供电的关键,为了提高船舶供电稳定性,提出基于嵌入式DSP的船舶电力变压器系统设计方法,变压器系统硬件模块主要有功率放大模块、整流模块、高压控制模块和稳压输出控制模块组成,以嵌入式ARM作为变压器系统的核心处理器,用MUX101程控开关控制船舶电力变压器的动态增益,由D/A转换器进行变压器的功率转换控制,提高输出功率增益,通过集成DSP数字信号处理器实现船舶电力变压器的逻辑可编程控制,提高变压器的稳压控制性能。测试结果表明,设计的船舶电力变压器系统具有很好的稳压控制性能,输出电压增益和功率增益较高。     

嵌入式船舶航行安全监测系统的开发

在经济全球化的今天,船运事业的发展有着举足轻重的地位。在越来越拥挤的有限航道中,船只的数量越来越多,各种用途和体积的船只极易发生安全事故,这些事故给航运事业的发展带来了严重的影响。因此如何降低船舶航行的事故风险已经变得迫在眉睫。本文采用嵌入式处理器ARM920T设计一款支持在线监测的安全管理硬件平台,对硬件控制系统的各个模块,如CPU、电源管理、数据采集等进行介绍,最后结合船舶航行的实际安全需求,设计交互管理软件,并实现各种监测功能。     

基于电力线载波技术和嵌入式技术的船舶远程监控系统设计

作为船舶运行过程中的辅助管理系统,船舶远程监控系统能将船舶航行数据实时传输给地面管理系统,方便进行远程调度和管理,并对船体内外环境进行动态监控,对船舶的安全运行及海事信息化管理具有重大意义。根据舱内空间小、外界环境复杂多变、电磁干扰大、噪声干扰大等特点,提出了一种基于电力线载波技术和嵌入式技术的远程监控系统。     

船舶油耗远程监管系统的设计

基于STM32嵌入式和传感测量技术,将船舶的航行参数、主机基本运行参数和船舶各大动力装置的燃油消耗数据进行集中采集并传给岸端的数据管理服务中心,采用WAMP开发了一套基于WEB具有良好人机界面的,B/S架构的船舶油耗数据中心管理系统,实现了更加直观的船舶远程动态监管,也能为船东高效的解决船舶油耗数据分析统计等一系列问题。     

嵌入式Web服务器在船舶网络监测系统设计中的应用

船舶间通信的日益频繁提高了船舶网络系统的复杂度,进而提高了对船舶复杂局域网监测系统的要求。传统监测系统价格昂贵,且难以监测跨操作系统的局域网。本文针对船舶网络的特点,提出使用嵌入式Web服务器设计船舶网络监测系统。通过使用LibPcap实现监控层,使用CGI实现应用层,使用JavaScript和REST实现用户层。本文设计的监测系统,降低了网络监测的延时,提高了威胁识别的成功率。