基于物联网的船舶通信信道负载率调控

船舶物联网是船舶自动化控制系统的重要组成部分,Mesh无线网络在物联网中承担着数据传输的任务。本文对船舶通信信道负载率调控方案进行研究,数据在Mesh无线网络传输时,有静态信道分配、动态信道分配和混合信道分配3种方案,混合信道分配更加适用于船舶物联网数据传输,提出了船舶物联网通信信道负载率估计方法,设计了DACA-LB信道负载率调控算法,分析了算法实现流程,并从数据传输时延和吞吐量比较了DACA-LB算法和ORPTD算法的优劣,结果发现DACA-LB算法更优。     

船舶实时数据系统的无线传感器网络能耗最优化研究

船舶实时数据系统是以船域网为基础的数据传输网络,对于监测船舶的航行状态、保障船舶的航行安全有着极其重要的作用。无线传感器网络是该系统的重要组成部分,因而如何实现海上无线传感器网络的能量消耗最优化,也是实现该系统的关键之一。本文研究的主要内容是:在满足实时通信时延要求的前提下,如何计算出每个传感器节点所需要的最小传输功率,并提出一种基于单跳的传输估计方法,通过该方法能够有效计算出所需的最小功率,仿真证明该方法的可行性。     

面向物联网的船舶通信网络数据传输路径优化仿真

数据传输路径优化算法是当前船舶通信网络研究中的重要方向,为了解决当前数据传输路径优化算法存在时延大、数据传输功率低等不足,提出了面向物联网的船舶通信网络数据传输路径优化算法。首先针对数据传输时延大的问题,对全部物联网节点进行分簇操作,减少数据传输重复信息,加数据传输速度,然后设计了根据最短距离建立船舶通信网络数据传输路径最化算法,最后采用进行仿真实验,以验证船舶通信网络数据传输性能。结果表明,本文方法缩短了船舶通信网络数据传输时延,加快了船舶通信网络数据传输速度,而且船舶通信网络数据传输成功率得到了明显改善。     

船岸通信中数据传输方法研究

传统的船舶与陆地的数据传输主要集中于传真、电话及电报等技术。这些技术都属于模拟传输方法,因此传输效率低下,传输系统容量较小,且通常为点对点的单端通信。随着船舶与陆面间通信需求的增加,需要有新的数据传输方法,具有更高的数据传输效率。近年来随着无线通信技术的飞速发展,船岸间的通信有了更多的方法,这些方法极大地满足了日益增长的需求。而新的传输方法应用不同的通信设备、通信协议,为了解决同一舰船系统中不同通信设备与数据传输方法的协同性,高效利用这些设备,本文提出了新的数据传输方法及多态整合系统。通过船岸数据综合传输系统可以将当前使用的通信设施综合到一起,可以降低数据传输的单位成本压力,并且提高数据传输的安全性。     

海上船舶短波通信系统的链路设计和功率速率控制技术研究

海上舰船的短波通信方式具有稳定性高、船舶功率低、成本低等优点,是海上船舶近距离通信的重要方式。传统船舶的短波通信受到通信协议的限制,无法满足船舶日常通信过程中对数据量和传输速率的要求,针对这一问题,本文开发了一种新型船舶短波通信系统,引入了第三代数据传输协议,并对该短波通信系统的工作原理、功率控制和链路设计等内容进行介绍。本研究开发的短波通信系统能够显著提高通信系统的数据传输容量和速率,有重要的实际应用价值。     

基于LoRa的封闭水域船舶自动识别系统设计

考虑封闭水域船舶的运动特征和水上交通监管要求,运用广域物联网技术设计新型船舶识别系统,提出基于封闭水域船舶通航密度和船舶航速的数据管理方法,通过分析通信信道传输能力制定数据传输协议与频率。采用基于长距离无线广域网(LoRaWAN)协议的网关布局方法,并根据系统的网络规模和网关传输能力建立数据上下行机制。仿真与实验表明,该系统布设方便,数据传输可靠,能够满足封闭水域船舶自动识别的需求,可广泛应用于封闭水域的船舶辅助导航与安全监管。     

基于物联网的船舶联合通信系统设计

普通船舶通信系统,存在传输信道分配不合理、冗余通信信息占比过重等弊端。为解决上述问题,设计基于物联网的新型船舶联合通信系统。通过物联网框架设计、联合通信接口设计,完成新型系统的硬件部分设计。通过信息接收模块设计、信道分配模块设计、显示模块主程序设计,完成新型系统的软件部分设计。模拟系统运行环境,设计对比实验结果表明,应用基于物联网的新型船舶联合通信系统后,传输信道分配情况明显更加合理,冗余通信信息在所有船舶信息中占比,不会超过20%。     

多噪声干扰下船舶远程通信数据传输优化

传统的数据传输方法存在着抗干扰能力差的问题,因此在多噪声干扰环境下,提出船舶远程通信数据传输优化方法。首先用无线基站来代替卫星系统实现远程通信设备的更换,在通信数据传输之前对其进行BPSK调制,并对通信环境的噪声数据进行采集,将噪声采集结果作为混合滤波器的阙值进行降噪处理。通过仿真实验发现,在多噪声干扰的环境下传统数据传输方法误码率为12.364%,而优化的传输方法误码率仅为0.312%,由此可以得出结论:优化的船舶远程通讯数据传输方法抗干扰性更强。     

基于EM算法的海上AIS网络数据传输拥塞抑制方法

为规范海上交通运行环境,AIS被广泛应用在船舶上,有效降低了船舶碰撞事故,规范了交通秩序,但是受到信道资源的限制,岸上基站与海上船舶之间的通信质量并不是很好,导致传输延迟和数据丢包现象严重。为此,针对基于免疫算法、蚁群算法、遗传算法的3种数据传输拥塞抑制方法性能不足的问题,提出一种新的基于EM算法的海上AIS网络数据传输拥塞抑制方法。该方法先是利用EM算法实现AIS网络传输拥塞检测,后在检测结果的基础上,利用免疫粒子群算法实现AIS网络数据传输拥塞抑制。结果表明,3种数据传输拥塞抑制方法相比,本文方法的AIS网络数据传输延迟缩短、传输丢包率降低,说明本方法的拥塞抑制性能更高,提高了海上AIS网络数据传输质量。     

大数据资源调度下船舶网络信息传输方法优化

为解决常规船舶网络信息传输方法传输稳定性较低的不足,提出了大数据资源调度下船舶网络信息传输方法优化,基于多进程的船舶网络信息传输整合,优化船舶网络通信PCI地址映射机制,改善船舶数据传输信息的打包方式,完善船舶无线网络信息传输协议,实现大数据资源调度下船舶网络信息传输方法优化,实验数据表明,提出的船舶网络信息传输方法较常规传输方法,传输稳定性提高25.71%,适合于大数据资源调度下的船舶网络信息传输。     

船舶移动网络中节点跨域访问方法研究

为了提高船舶移动网络的全网能量均衡性,提出一种基于能量均衡控制的船舶移动网络中节点跨域访问方法。建立船舶移动网络移动节点的分布部署模型,采用最短路径寻优方法进行节点的路径规划,结合通信负载均衡性进行船舶网络传输信道均衡设计,对船舶移动网络中各簇首节点采用链路增益控制方法进行传输路由设计,计算移动船舶网络的全网能量负载开销,采用能量均衡控制方法实现船舶移动网络节点的跨区域访问。仿真结果表明,采用该方法进行船舶移动网络中节点跨域访问,提高了节点的正确传递概率,船舶移动网络的全网信道均衡性较好,改善了网络的数据传输和通信性能。     

无人机辅助通信的联合功率分配和轨迹规划研究

为了提高系统传输性能和频谱利用效率,基于设备对设备直连通信系统的无人机辅助通信系统频谱共享规划,将无人机作为中继为远距离设备进行信息传输,提出了一种基于块坐标下降法的功率分配和轨迹优化算法,采用双凸差分规划研究固定无人机轨迹下的功率优化问题,提出了两步轨迹优化方法解决固定功率下的轨迹优化问题.该算法在满足信息因果约束,系统传输功率约束和无人机和地面点对点共存通信的约束下,最大化接收方的吞吐量.仿真结果表明：该算法在多种情况下均能具备有效性且能够有效优化接收方的吞吐量.     

船用物联网节点资源的分配与调度控制

由于船舶航行环境复杂,航行过程中需要采集的资源数量庞大,且采集到的资源受环境影响较强易出现破损,无法保障其控制效果。针对当前船舶航行过程中对海量突发数据资源控制管理效果不佳的问题,分别对船舶网络节点资源的分配过程中产生的能效和资源调度耗时情况进行优化,提出对船用物联网节点资源的分配与调度控制方法进行优化和改善。首先结合RFID系统对船用物联网节点资源采集方法进行完善,解决环境干扰导致的资源受损问题,进一步与利用ALOHA算法对采集到的信息进行特征分配计算,根据分配结果对船用物联网节点资源的分配与调度控制步骤进行优化。最后通过实验证实,船用物联网节点资源的分配与调度控制方法相对传统方法而言有更高的准确性和有效性,充分满足研究要求。     

物联网技术在船舶智能制造中的应用

随着通信技术及电子技术发展,物联网技术在船舶制造行业得到广泛应用,物联网技术利用RF设备、传感器、无线传感网络建立船舶制造各部门数据采集、传输及存储系统,制造过程朝着智能化、信息化方向发展。整个制造周期包含多个过程,如设计管理、生产控制、供应链管理、环境监控等,基于物联网技术的智能制造平台对信息统一存储并共享。本文在研究了船舶制造流程基础上,针对船舶制造特征,提出了基于物联网的智能管理技术。     

QoS保障技术在船联网中的应用

随着网络通信技术的不断发展,船舶之间的通信以及数据传输变得越来越重要,船联网是未来船舶网络发展的重要趋势。船联网可以有效管理船舶之间的通信,保障船舶航行安全,同时使得船舶之间的通信数据量越来越大,并且对通信的准确性以及实时性提出了更高的要求。本文针对当前船联网中通信网络存在的一些问题,对Qo S保障技术在船联网中的应用进行研究,并使用NS2软件进行仿真。结果表明使用动态最短路径机制可以有效保障网络传输通畅。     

基于北斗短报文的测量船舶动态管理系统研究

本文通过对北斗短报文通信技术的研究,提出基于索引模式的船舶动态数据压缩方法,设计并实现了一套新型的测量船舶动态管理系统,实测证明该系统能解决传统通信模式下测量船舶管理难的问题,数据传输稳定可靠,近远海区域内都能适用。     

基于Hadoop平台的船舶通信数据高效传输方法研究

传统船舶通信数据传输方法对于船舶通信数据的初始收集力度较小,数据收集完整度较低,系统传输效率较差,不符合系统发展要求。针对这一问题,基于Hadoop平台提出一种新式船舶通信数据高效传输方法研究,通过强化系统内部的数据信息采集性能加大对数据的初始采集力度,完善研究操作的数据信息内容,在此基础上利用相应的数据平台算法进行数据传输处理,分析传输所需条件与数据状态,并加强数据保护,由此实现对船舶通信数据高效传输的方法研究。为验证方法研究的工作效果,与传统方法研究进行实验研究。结果表明,基于Hadoop平台的船舶通信数据高效传输方法研究具有较高的系统传输效率,数据收集完整度高,符合数据系统需求。     

面向船舶分段胎架管理的物联网构建及应用

为解决船舶分段建造过程中工艺数据实时采集与应用方面的问题,以胎架工艺装备为载体,构建一套面向船舶分段胎架管理的物联网系统。该系统由数据获取层、数据传输层和数据管理层构成,其中:数据获取层由传感器设备实现数据采集;数据传输层由ZigBee无线网络保证采集的数据实时传输;数据管理层由开发的分段建造工艺系统支撑,为胎架管理提供数据基础。试验结果表明:该系统能有效采集、传输、分析和存储船舶分段建造过程中的工艺数据,并通过系统软件对胎架进行远程控制。相比传统的分段建造模式,该方法能极大地提高工艺数据采集与胎架管理水平,为后续船舶智能制造模式的发展提供参考。     

舰船通信网络数据多路径嵌入式传输方法

针对舰船通信网络数据拥塞,传输不完整的问题,提出了舰船通信网络数据多路径嵌入式传输方法。预测数据平稳性,清除噪声数据,确保传输数据均在传输通道内,计算通信网络节点和感知目标之间的距离,根据最短距离确定最佳路径,独立维护子集和元数据,并根据任务顺序进行存储资源分配;采用嵌入式终端对数据进行重构,查询、读取数据,结合自适应传输方式进行数据传输。实验结果表明,该方法数据传输完整,且数据传输拥塞控制结果与理想值相差3 bit,具有高效、完整的传输效果。     

船舶无线通信网络中时隙资源精准分配的数学模型

构建船舶无线通信网络中时隙资源精准分配的数学模型,改善时隙资源分配不均导致船舶无线通信网络资源分配冲突的缺陷。依据船舶无线通信网络中的通信用户类型,获取中心用户、跨区域个人用户以及区域内个人用户的通信容量;选取吞吐量以及公平性作为时隙资源精准分配的衡量指标,量化吞吐量以及公平性指标,引入不同类型用户的通信容量建立多目标优化数学模型,实现船舶无线通信网络的时隙资源精准分配。模型测试结果表明,所构建模型可实现时隙资源的精准分配,提升船舶无线通信网络的通信吞吐量,避免通信过程中的资源冲突情况。