二时隙算法在船舶通信网络中的RFID标签防碰撞研究

射频识别技术(RFID)是一种性能可靠、效率高的信息采集和识别技术,其非接触式识别方式在医疗、物流等领域应用广泛。在射频识别系统中容易发生射频卡与数据存储器的信息交换冲突,而基于时隙的算法可以有效的防止冲突。本文在二时隙算法的基础上,进行船舶通信网络中的射频识别系统,及其射频识别标签防碰撞研究。     

基于有源RFID技术的船舶识别与控制终端系统研究

RFID技术是一项较为成熟的自动识别技术,本文将其应用于船舶识别和终端控制系统中。在RFID技术中最为核心的问题是防止碰撞算法。在研究过程中,本文首先构建系统的架构,然后通过改进的动态帧时隙算法进行电子标签避碰,最后通过实例来说明,通过吞吐量的判决可以保证帧长度不变,从而有效对标签的帧长度进行估计,从而实现船舶的有效识别。     

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。     

多智能体船舶建造物资追溯管理系统

传统物资追溯管理系统存在着物资追溯定位准确度低的缺陷,为此提出基于多智能体的船舶建造物资追溯管理系统研究。采用RFID读写设备对物资信息进行识别并存储于计算机中,将上述得到的物资信息依据追溯实体单元概念进行归纳与处理,以处理后的物资信息为依据,采用多智能体技术建立物资追溯管理模型,将信息输入得到相应的关联因子,将关联因子输入到追溯管理算法中,输出物资追溯管理信息,实现了船舶建造物资追溯管理系统的运行。实验结果显示,建立的物资追溯管理系统物资追溯定位准确度比传统系统高出24.1%,说明建立的物资追溯管理系统具备极高的有效性。     

基于无线传感器网络的舱室内船员位置估计算法

为保证舱室内人员的安全,提升船舶在航行过程中的管理能力,设计基于无线传感器网络的舱室内船员位置估计算法。在舱室内的固定位置放置参考节点,同时在船员身上放置定位节点,定位节点的定位请求发送给参考节点,当定位节点接收到参考节点自身坐标的信号强度时,通过接收信息强度指示定位算法测量参考节点和定位节点之间的间距,采用高斯滤波方式对测量结果进行去噪;通过三边定位算法求出定位节点具体位置,实现船舶室内船员位置估计。实验结果表明,该算法能够有效去除RSSI严重失真数据,船员实际位置估计准确,测得参考节点与定位节点之间的有效距离较长,且具有较高的穿透力和测距精度。     

RFID技术在构建船联网系统中的应用研究

本文针对RFID技术在构建船联网应用时的关键技术进行研究。在船联网环境中,多个船舶标签进入阅读区时容易出现标签冲突现象。本文先是对现有的BS和QT二进制搜索算法进行研究,并在二进制树的每个节点处实时判断待估计的标签数量,并据此确定工作时隙。此算法能够加快阅读器查询效率,减少查询次数。通过仿真实验验证了本文算法,结果表明该方法是有效的。     

主动式RFID技术的船舶航行环境信息实时采集方法

实时采集船舶航行环境信息,不仅能提高航行安全性,还能提升航行效率,为此,研究采用主动式RFID技术的船舶航行环境信息实时采集方法。在主动式RFID标签内存储航道附近的航道与水文等航行环境信息,并安装至船舶航行的航道附近;通过触发器发射信息采集指令的低频触发信号,当主动式RFID标签进入低频触发信号范围内时,主动式RFID标签利用自身电源生成电流,并由天线发射航道与水文等环境信息的电磁波信号至RFID读写器;利用RFID读写器解码接收的电磁波信号,得到航道与水文等信息,完成船舶航行环境信息实时采集;通过概率功率控制的防碰撞算法,降低主动式RFID标签碰撞发生概率,提高信息实时采集精度。实验证明,该方法设计的触发器具备较优的信号触发性能,可有效实时采集船舶航行环境信息,且信息实时采集精度较高。     

船舶避碰系统中的RFID物联网感知层查询树算法研究

船舶避碰系统是保障其安全航行的重要保障,基于RFID的射频识别技术是避碰系统主流技术,利用读写器读取对方船只标签信息,从而得到相邻船只的位置、体积、重量等信息,进一步计算合理的避碰策略。通过查询树算法循环读取相邻船舶标签,存在着时隙浪费问题,影响标签读取精度及实效性。本文研究了基于物联网RFID避碰算法结构,针对传统查询树算法缺点,改进标签获取后的数据检测流程,减少了查询算法的交互命令数,提高算法实效性。     

一种RFID防碰撞算法中降低时隙开销的方法研究

随着射频技术及物联网的发展,基于RFID的船舶防碰撞系统得到了越来越广泛的应用,通过RFID对相邻的目标物进行识别定位,可以得到目标物的位置、方向及速率,从而避免碰撞。但是当遇到多目标碰撞时,多个RFID标签之间的信号相关性较强,较易造成定位结果的偏差。本文对基于技术的防碰撞系统中的ALOHA算法进行研究,提出一种改进型降低时隙开销的分组动态帧ALOHA算法,最后对算法进行仿真,较好解决了多目标碰撞的信号干扰性。     

RFID技术在船舶物品管理系统设计中的应用

随着电子技术及通信技术的快速发展,基于智能化的船舶危险品管理系统成为海上安全航行必不可少的组成部分。RFID是一种自动无线射频识别技术,利用射频信号来读取电子标签物上的有效信息并进行传输及存储,在船舶物品管理系统中应用较广。本文研究RFID技术及在船舶危险品管理系统中的应用,在此基础上着重分析了RFID技术中的多阅读器防碰撞算法,并对其进行改进,有效增加系统容量,最后给出整个系统的软件实现。     

多船舶同时航行中的调度数学模型设计与实现

在多船舶同时行进航道水上交通网络中,船舶拥堵容易导致水上安全事故,需要进行水上航道船舶航行调度。本文针对当前调度模型的吞吐量低,时滞较大的问题,提出一种基于船舶航行流量分簇预测的多船舶同时行进中的调度数学模型。构建多船舶同时行进的通行流量的信息感知模型,采用RFID标签识别技术进行船舶航行流量的数学统计,构建船舶进出港的交通态势预测多元状态方程,以历史测量信息作为先验统计量对方程进行优化求解,实现船舶航行流量分簇预测,以此为信息统计量进行交通调度。仿真结果表明,采用该模型进行多船舶同时行进调度,能提高单位时间内的航道通行量,且对航道船舶流量的预测精度较高,调度的时间开销较小。     

面向远海海域溢油应急的海上临时物资供应站研究

针对远海海域发生的重大溢油事故，应急船舶多次往返供需点会造成大量时间浪费，故引入海上临时物资供应站的概念。通过较大规模的运输船，在海上建立可供应急船舶调取物资的点位来节省整体处理时间。建立双层规划模型，上层基于溢油量和溢油位置，通过K-Means聚类方法动态选取临时物资供应站位置，下层使用遗传算法解决多物资调度问题。结果表明，在面对远海超大型溢油事故时，引入临时物资供应站，能极大缩短溢油应急调度的时间。     

船载高压电气设备局部放电过程超高频信号监测研究

高压电气设备局部放电严重影响电气设备的正常运行与船舶安全,为此需要对该过程展开信号监测。由于高压电气设备局部放电过程中的信号波频率隶属于超高频窄带信号波,传统监测方法难以在短时间内灵敏、准确地识别到信号源位置,导致船舶电气安全监测安全系数偏低。为此,设计新的船载高压电气设备局部放电过程超高频信号监测方法。该方法根据超高频信号特点,在采集局部放电过程超高频信号的基础上,对检波器的时间系数量对应值进行修正,继而完成对信号的奇异谱降噪处理,最后实现对放电信号源位置的高精度识别。通过与传统检测方法的对比结果可知,本文提出的监测方法能够优化信号监测灵敏度,并提升监测的准确度。     

船舶海上锚泊并靠货物补给装置研制

用船上的固定起重机吊转物资是国外船舶锚泊并靠物资补给时采用的主要方式,但小吨位船舶通常无吊装设备,也难以加装大型机械设备.文章介绍了一种可在各类船舶上临时布设的四自由度举升装置,该装置结构巧妙,操作简便,与船舶相容性好,适应性强,重量轻,海洋环境适应性强.试验结果表明,该装置能很好地满足并靠工况下船舶物资补给的需要.     

RFID和CCTV在海上船舶视频快速检索系统设计

我国不断推进远洋船舶的建造和使用,加速了航运信息化建设进程,改善了海上船舶管理完全依靠传统人工操作的局面。本文结合当前成本低、使用简便的CCTV和RFID设备,提出一种海上船舶视频快速检索方法,实现了目标的快速定位、身份信息识别和视频信息的快速查找。该方法首先结合RFID和CCTV特点,利用数据库交互捕获包含目标对象的画面信息;然后在监控区域内,利用视频图像处理技术,完成对目标的识别跟踪、RFID匹配信息以及船舶身份识别等操作。     

利用视觉图像的吃水线检测报警系统研究

传统船舶吃水线检测报警系统多采用液体感应检测方式,来实现船舶吃水线位置的实时检测报警。但此种方法受到天气环境与水文状态因素的影响较大,经常出现船舶吃水线检测报警位置与实际吃水线位置误差较大的问题。因此,本文提出利用视觉图像的吃水线检测报警系统的研究。通过创建基于视觉检测技术的检测硬件平台,实现对船舶吃水线视觉图像检测数据的采集;同时引入多维度水线特征识别算法,对采集的水线位置图像数据进行多维度特征分析计算,得到准确的船舶吃水线位置图像,解决报警准确度低的问题。最后利用仿真实验方式,对比证明设计系统的可行性与有效性。     

数据驱动的船舶异常行为识别方法

为对不同环境影响因素下的船舶异常行为进行有效识别,提出一种综合考虑船舶位置和船舶航行状态的多角度船舶异常行为识别方法。将船舶航行状态分为停留、直行和转向等3类,对网格化水域内的船舶航行状态进行统计,获得船舶正常航行状态的区域分布情况;利用核密度估计算法对船舶位置特征进行提取,获得正常航行位置的区域分布;利用正常船舶航行状态和船舶位置分布情况对船舶异常行为进行识别。选取曹妃甸水域的船舶轨迹数据,用以验证异常行为识别模型的检验效果。试验结果表明：船舶位置异常识别取决于阈值的设定,宽松的阈值识别的异常位置包含船舶较少的航线轨迹,严格的阈值识别的异常位置反映船舶的危险行为;在船舶航行状态异常识别中,该方法可以对航向大幅度波动和航速剧烈变化的船舶异常航行行为状态进行有效的识别。     

多标准ABC模糊评价法在船舶物资分类中的运用

将多标准ABC库存管理方法与模糊综合评判相结合并应用到船舶物资分类中,可以较好的解决船舶物资分类问题。根据船舶物资的特性实行分重点管理,以最小的管理精力,来取得最大的管理效益和经济效益。     

基于二维码识别的舰船仓库管理系统整体架构分析

传统的仓库管理系统是利用一维码实现对仓库的管理,该系统数据承载能力较差,系统响应时间受到限制。为此设计基于二维码识别的舰船仓库管理系统。通过引用RFID模块对物资信息进行采集,将采集到的信息进行编码等操作,生成信息容量较大的二维码符号,利用二维码识别技术获取数据信息并根据需求进行处理,实现舰船仓库的管理。测试结果表明:在数据量异常的情况下,与传统的基于一维码的仓库管理系统相比,基于二维码识别的舰船仓库管理系统数据承载能力较强,系统响应时间较短。     

舰船大数据网络干扰信息高效识别方法

传统方法忽略了对船舶大数据网络干扰信息瞬时特征参数的获取,导致识别精度偏低,为此提出并设计了一种干扰信息的高效识别方法。对大数据网络中的不同干扰信息进行离散化处理,以提取准确的特征参数,对干扰信息进行修正与降噪处理后,采用决策分类的方式,对船舶通信过程中产生的干扰信息进行识别计算,实现干扰信息的高效识别。实验结果表明,高效识别方法能够将大数据网络中的干扰信号准确识别出来,较传统方法的识别精度高出了31.7%,具备极高的有效性。