舰船通信系统中的数据交换协议设计

舰船通信系统是保证舰船设备运行各项数据实时传输的硬件基础,在通信系统设计中,传统基于CAN总线协议、TCP/IP协议的通信系统难以保证实时通信速率的稳定性,可能存在数据报文丢失、通信质量不高的问题。在物联网快速发展的背景下,舰船通信系统应积极探寻和应用更为稳定成熟的数据交换协议。本文在分析传统数据交换协议的基础上,提出基于Zigbee数据交换协议设计的舰船通信系统,经过仿真实验验证,该通信系统能够保证较为稳定的实时通信速率。     

舰船电子通信网络入侵检测系统

针对传统入侵检测系统的准确率无法满足检测性能要求,提出了舰船电子通信网络入侵检测系统设计。通过设计舰船电子通信网络入侵数据解析模块和检测模块,完成了系统的硬件设计,在选择舰船电子通信网络入侵特征参数的基础上,利用深度解析协议设计了舰船电子通信网络入侵检测算法,完成了软件设计,实现了舰船电子通信网络的入侵检测。测试结果表明,文中入侵检测系统无论在假冒入侵攻击下还是编造入侵攻击下,都具有更高的检测准确率。     

基于射频识别技术的舰船分布式实时通信系统设计

针对传统通信系统在通信数据量较大时误码率过高的问题,设计射频识别技术的舰船分布式实时通信系统。以射频发射器芯片和PFGA芯片为核心,设计通信系统硬件部分的通信信号收发模块和控制模块。在设计的硬件部分基础上,设计通信系统的软件部分。在分布式结构的基础上,设计通信系统的分布式架构。使用升余弦滤波器对通信信号滤波处理,按照通信协议,实现实时通信,完成对射频识别技术的舰船分布式实时通信系统的设计。通过与基于GSM的无线通信系统和基于TS-LTE技术的无线通信系统的对比实验,证明了射频技术的通信系统误码率更低,性能更优。     

舰船通信网络的数据备份系统设计

针对传统数据备份方法效果不佳、耗时过多的问题,提出舰船通信网络的数据备份系统设计方法,分析研究数据备份的技术,设计了舰船通信网络的数据备份系统。深入研究了网络备份的概念、网络存储技术及备份策略,有针对性对数据备份系统硬件结构配置进行改善。为保障硬件设备运行效果,进一步对数据备份系统软件处理方法及去噪步骤进行优化,实现对舰船通信网络数据的有效备份。最后通过实验证实,本文研究的舰船通信网络的数据备份系统可以更加快速完整进行网络数据备份,保证船舶通信数据存储安全。     

基于光纤技术的舰船高速网络通信系统设计

针对舰船上采用的网络通信系统存在速度慢、质量差的问题,提出基于光纤技术的舰船高速网络通信系统设计。基于光纤技术对网络通信系统的硬件平台进行设计,对设计硬件平台进行架构设计;引入光纤高速传输算法对传输信号进行优化计算,完成对提出系统的设计。通过仿真实验,对设计的系统进行可行性验证,证明设计系统具有通信速度快、通信质量好的优点。     

基于虚拟现实的舰船工作状态智能监测系统

舰船工作状态监测是提升海上战力的关键,但是舰船设备种类、结构的复杂化,导致工作状态监测通信时间延迟较长,无法满足现今舰船稳定航行的需求,应用虚拟现实技术设计新的舰船工作状态智能监测系统。设计系统硬件包括数据处理板单元、管理板单元与通信链路单元,软件包括虚拟现实场景搭建模块、交互界面模块及其状态监测与报警模块。通过上述硬件单元与软件模块的设计,实现了舰船工作状态智能监测系统的运行。实验数据显示:应用虚拟现实技术后,用户能够实时与平台进行交互,缩短了通信时间延迟,充分表明了设计系统具有更好的应用性能。     

互联网环境下的舰船电气设备检修系统

目前舰船电气设备检修系统存在检修耗时长、电流不稳定等不足,基于此提出互联网环境下的舰船电气设备检修系统设计。首先,通过数据接入层、网络层和应用层对舰船电气设备检修系统的总体框架进行设计,然后,通过在数据接入层接入数据串口UHST0和UHST1,与网络层的MN420H519芯片进行连接,将芯片存储的数据通过发光二极管、计数器等传入状态显示模块和检修分析决策模块,实现对互联网环境下的舰船电气设备检修系统硬件设计;最后,通过节点算法完成系统软件设计,至此完成互联网环境下的舰船电气设备检修系统设计。实验结果表明,与传统的舰船电气设备检修系统相比,提出的舰船电气设备检修系统的检修耗时更短,电流的稳定性高。     

基于字节流数据包的舰船控制系统数据交互技术

本文结合舰船机电控制系统特点和测控技术领域PLC和Labview两者优点,基于字节流数据包的数据灵活性,设计PLC和Labview通信数据包模型,并遵循模块化程序设计原则完成通信接口程序设计,解决舰船机电系统集中控制器和人机接口数据交互的描述问题和通信接口程序通用性问题。最后,通过实例验证设计的数据包模型和通信接口程序能够实现数据快速可靠安全的交互。该技术可应用于舰船综合监控系统和类似系统的软件开发。     

基于Docker技术的舰船编队通信指挥决策系统设计

由于舰船编队通信中存在信号紊乱造成传统舰船编队通信指挥决策系统工作效率较低、方案选择误差系数较高,为此设计基于Docker技术的舰船编队通信指挥决策系统。选定舰船编队通信指挥决策系统设计原理,在原理基础上设计舰船编队通信指挥决策系统框架,利用框架特征设计通信指挥决策系统数据库,实现通信指挥决策功能,完成通信指挥决策系统设计。模拟实验可以看出,基于Docker技术的舰船编队通信指挥决策系统与传统方法相比,决策工作效率提升了16%,方案选择误差系数减少15%。     

舰船通信网络入侵风险等级分类系统设计

针对原有入侵风险等级分类系统对入侵信息等级划分具有误差性的问题,设计舰船通信网络入侵风险等级分类系统。此次系统设计的硬件部分沿用原有系统的硬件部分,仅增加网络信号处理设备,提升通信网络对入侵信息的处理能力。采用上述硬件结合网络数据分类结果与K均值算法,获取网络中的异常信号信息。应用风险严重等级的置信度函数计算信息的风险等级,按照风险等级分类结果完成对信息的分类工作。至此,舰船通信网络入侵风险等级分类系统设计完成。构建系统性能测试环节,与原有系统相比,此系统的信息风险等级结果与样本设定一致。综上所述,此系统的风险等级分类效果较好,与原有系统相比更具优越性。     

多舰船通信中的抗干扰技术研究

传统多舰船通信中抗干扰技术,使用频率跳闪以及多导位数据技术进行抗干扰,但由于多舰船通信设备已经具备低频化,因此传统抗干扰技术已经无法适用,为此提出多舰船通信中的抗干扰技术。设计瞄准式定向过程对多舰船进行低频数据抗干扰定位,使用阻塞式抗干扰对定位舰船进行优先频率覆盖抗干扰。采用自适应非线性预测滤波对多舰船低频波段进行过滤,计算出通信要频,使用纠错编码完成通信抗干扰。实验数据表明,设计的抗干扰技术能够进行多舰船的低频抗干扰。     

嵌入式控制器在舰船电力监控系统中的应用

考虑到传统监控系统在准确性和实时性方面无法满足系统设计需求,提出了嵌入式控制器在舰船电力监控系统中的应用。在设计系统总体架构的基础上,引入嵌入式控制器工作原理,设计舰船电力监控电路,完成了系统的硬件设计。通过采集舰船电力数据,设计舰船电力监控算法,完成了系统的软件设计,实现了舰船电力数据的监控。测试结果表明,基于嵌入式控制器的舰船监控系统在准确性和实时性方面都具有更好的性能。     

基于PLC技术的船舶电力推进系统设计

传统的船舶电力推进系统存在着可靠度低的缺陷,为此提出基于PLC技术的船舶电力推进系统设计研究。电力推进系统主要由电力系统、调速系统、回转系统和推进器组成。系统硬件设计包括变频器、PLC硬件设备和变频器通信硬件设备设计,系统软件设计包括通讯环境设计、电力推进控制系统冗余程序设计和电机运行程序设计。通过系统硬件与软件设计实现了电力推进系统的运行。实验结果显示,设计的船舶电力推进系统的可靠度比传统系统高出25.2%,说明设计的船舶电力推进系统具备极高的有效性。     

物联网环境下舰船通信网络异常数据检测系统设计

在物联网通信环境下,传统的船舶通信网络异常数据检测系统,受到IPv4接口协议的限制,导致采用IPv6高速物联交互协议的流量节点异常机制管控性降低,全局物联网络交互单元出现异常数据节点检测识别漏洞,给网络通信安全带来威胁。因此,提出物联网环境下舰船通信网络异常数据检测系统设计。通过架设基于IPv6协议的交互数据节点支持硬件,实现对底层数据流的硬核支持;在数据交互的链路层添加异常数据甄别检测单元,配合异常节点流量识别算法,实现在链路层上对物联网异常数据的识别拦截,从而完成系统的设计。为保证设计系统的有效性,通过仿真实验对设计系统的检测识别准确性进行对比,通过数据证明提出设计系统优于传统检测系统。     

物联网环境下舰船行驶环境安全监测系统

传统舰船行驶安全监测系统主要由舰船各部分监测感应单元构成,通过对检测信号的收集来完成对舰船行驶环境安全的监测。此种方法存在多设备间通信协议不统一,需要中转设备转换计算,且信号再回传解析过程中存在延迟的问题。因此,提出物联网环境下舰船行驶环境安全监测系统设计。首先,对传统多个监测点进行精简,保留关键监测点,创建基于物联网技术的行驶安全监测平台。接着,通过引入航线偏差安全监测算法与综合信号安全监测算法,完成系统软件设计。通过数据场景模拟实验测试所设计系统的监测效果,实验结果表明该系统对舰船行驶环境安全的监测结果较为准确,且监测稳定性较好,证明设计系统在舰船行驶安全监测方面优于传统安全监测系统。     

舰船通信网络模糊信息多目标元素优化跟踪系统

为了解决传统多目标元素跟踪系统中,由于受到通信信号的干扰导致的跟踪误差大的问题,从硬件和软件2个方面,设计舰船通信网络模糊信息多目标元素优化跟踪系统。在硬件方面主要改装跟踪器和控制器,在硬件设备支持的基础上,通过设计系统的软件功能。首先搭建多目标元素的运动模型,在舰船通信网络中收集模糊信息,并以此作为判断多目标实时状态的基础。最后通过多个跟踪点数据的关联,实现多目标元素优化跟踪与维持。通过与传统系统的测试对比得出结论,设计的多目标元素优化跟踪系统的平均跟踪误差降低了52%,且在通信网络干扰的情况下可以保证跟踪精度的稳定,具有较高的鲁棒性。     

气动PLC控制系统对混合型舰船姿态控制研究

针对传统混合型舰船控制系统存在的控制操作复杂,且控制参数精准度不足,导致舰船出现航行姿态异常的问题,提出气动PLC控制系统对混合型舰船姿态控制研究。以PLC控制技术为基础,首先通过创建气动PCL数据控制硬件,对舰船的航行姿态相关数据进行精准化采集,并对不同数据对舰船姿态的影响进行分析;其次,通过分析结论找出影响舰船姿态的差量参数。引入控制差量平衡算法,对硬件采集的控制参数进行差量平衡计算,得到舰船不同状态下的最佳姿态平衡控制量。最后,通过仿真实验对提出研究设计的系统进行对比测试,证明其能够稳定高效地解决传统控制系统,在混合型舰船姿态控制上,出现准确度不足的问题。     

基于区域造船的舰船内部通信系统分区设计

分析传统造船模式下舰船内部通信系统设计现状,研究区域造船模式下舰船内部通信系统设计与区域造船要求的匹配问题。在舰船内部通信系统设计中采用分区设计方法,并考虑用综合集成的思路将舰船内部离散的各类内通设备集成为综合内通终端,使舰船内部通信系统设计适应区域造船要求。     

互联网环境下的舰船移动数据采集与分析系统设计

针对传统舰船移动数据采集与分析系统中通信模块对干扰信号处理能力不强,导致采集到的舰船移动数据准确率不高的问题,设计一种互联网环境下的舰船移动数据采集与分析系统。硬件部分采用GPS Pathfinder接收机,采用ARM处理器芯片S3C6410为核心的嵌入式开发板,通过串口连接MC9S 12XS 128单片机,完成硬件部分的设计。软件部分首先计算舰船移动无线延拓静校正频率波数域,然后利用舰船的终端采集上传的数据具体格式,划定舰船移动数据的分析权限,完成系统的软件设计。实验结果表明,与传统的舰船移动数据采集与分析系统相比,互联网环境下的舰船移动数据采集与分析系统最终采集到的舰船移动数据的精准度更高,更适合实际运用。     

基于无线通信技术的舰船导航信息系统

传统舰船导航信息处理系统的丢包率过高,因此设计一种无线通信技术的舰船导航信息系统设计。在系统的硬件设计中,主要对容错联邦滤波器的结构进行设计,分别确定其中2个子滤波器的输入内容,使其独立工作,提高系统的容错性;软件设计中,设计数据库包括舰船信息、操作日志和错误记录,并对信息显示格式进行规范,优化故障检测算法,单独检测残差分量,简化运算,提高系统中的突变丢包检测灵敏度,至此完成了无线通信技术的舰船导航信息系统设计。通过仿真实验结果表明,设计的系统丢包率比现有系统降低36.6%。