物联网中船舶远程通信微弱信号检测系统设计

船舶远程通信信号过于微弱,检测起来十分困难,传统的检测系统硬件和软件工作联系不密切,能够检测到的范围很小,具有局限性。为了解决此问题,基于物联网技术设计了一种新的微弱信号检测系统,分别对硬件和软件部分进行设计,硬件部分由采集器、放大器、过滤器以及微弱信号处理器4部分组成,软件编程有通信信号采集、微弱信号放大、干扰信号过滤和微弱信号处理4步。与传统检测系统进行实验对比,结果证明研究的系统检测范围广,具有很好的发展空间。本研究对于船舶通信有一定的指导意义。     

物联网技术的船舶通信过程切换信号监测系统设计

传统的船舶通信切换信号监测系统很难在短时间内监测到所有的通信切换信号,监测效果差。针对这一问题,基于物联网技术设计了一种新的船舶通信过程切换信号监测系统,系统硬件由监测层、网络层和管理层3部分组成。软件由程序初始化、信号获取、信号判别、数据存储4步组成。为检测监测系统工作效果,与传统监测系统进行实验对比。结果表明,基于物联网技术设计的监测系统可以在短时间内监测到所有的船舶通信信号,监测能力强,应用价值高。     

有限传输路长的船舶匿名通信系统设计

船舶匿名通信系统信息传输延时长一直是传统船舶通信系统的主要弊端。对此设计有限传输路长船舶匿名通信系统。通信系统的硬件部分设计了内部芯片组和外部数字方位仪子模块、数字磁罗经子模块以及GPS通信信号接收机子模块;软件部分设计了1套高精度信号提取算法,可以将硬件部分传输的通讯信号进行算法加精,提取传输信息,实现高速率船舶匿名通信。实验证明,设计的船舶匿名通讯系统比传统通讯系统单位时间内信号传输率高20 G,固定通讯信息量传输时间减少2.2 s,可以有效减少船舶通讯延时。     

基于BDS的船舶通信信号传输系统

目前提出的船舶通信信号传输系统传输稳定性差,导致传输耗时过长、效率差。基于BDS的船舶通信信号设计一种新的船舶通信信号传输系统,系统硬件由监控终端、数据基站、通信服务器、主控模板、数字信号处理模块和卫星通信模块组成,通过包括UHF卫通、IN-MARSAT-C海事卫星以及S卫通3个设备实现数据传输。由信号采集、文本输出、确定安全传输码、检测目标实现软件流程。结果表明,基于BDS的船舶通信信号传输系统能够有效提高传输稳定性,缩短传输耗时。     

分布式船舶通信信号系统的优化设计

传统船舶通信信号系统不仅复杂性高,而且性能差。为此优化设计了一种分布式船舶通信信号系统。分析了当前常见船舶通信信号系统的弊端,给出分布式船舶通信信号系统中地面系统和船载系统的实施方案,依据差异原则设计系统结构。介绍了系统通信控制服务器设计过程,硬件安装选用简单易实现的CBCI插卡方式。分析了容错与安全管理单元设计过程,给出FPGA内部结构和通信模块设计过程,通过通信信号供电单元为系统供电。软件设计主要包括通信接口软件与信号控制算法设计。实验结果表明,所设计系统性能优。     

物联网下嵌入式船舶航向控制系统设计

随着航运业的发展,对船舶操纵性能的要求日益提高,需要对船舶航向控制问题进行进一步研究。提出基于物联网的嵌入式船舶航向控制系统的设计方法。所设计系统由两部分组成,分别为硬件部分和软件部分。硬件主要由芯片、无线通信模块、电源模块、显示模块、温度采集电路、信扫描电路、复位电路、声光报警电路和负载控制电路构成,重点阐述了对各个硬件部分的设计电路。根据控制信号判断的方法对软件部分进行设计,完成物联网下嵌入式船舶航向控制系统的设计。为了验证所提设计方法的有效性,进行仿真实验,根据实验结果可以得出该系统能够对船舶航向进行实时控制,抗干扰能力强,效果令人满意。     

船舶走锚异地监视系统设计

针对中小型船舶安全性问题,设计了船舶走锚异地监视系统,包括硬件和软件两部分,以实现最基本的船舶走锚报警功能。系统硬件包括信号采集端和接收端,其中船舶信号采集端通过G PS模块读取自身经纬度信号,由51单片机判断其距离,经G SM模块发送警告到用户手机端。其中G PS和GSM模块使用现成产品,51单片机处理程序和电路板自行设计。     

基于DSP技术的船舶仪表系统

传统的船舶仪表系统存在着工作效率低、控制精度差的缺陷。为了解决上述问题,引入DSP技术对船舶仪表系统进行研究。依据船舶仪表面板设计船舶仪表系统框架,以此为基础,对系统硬件与软件进行具体设计。系统硬件为仪表组件模块、电路模块与控制模块;系统软件为信号采集与处理单元、操纵信号分析单元与报警单元。通过系统硬件与软件的设计实现了船舶仪表系统的运行。通过测试得到,与传统的船舶仪表系统相比较,设计的船舶仪表系统极大的提升了工作效率与控制精度,充分说明设计的船舶仪表系统具备更好的性能。     

基于Labview的船舶通信信号设备故障检测系统开发

船舶通信系统是船舶的重要组成部分,具有现场通信、定位、无线电预警、导航等多种功能。船舶通信系统主要可以分为地面通信、卫星通信、定位系统和海上安全信息收发等几种,通信设备包括电台、VHF无线设备、雷达和信号基站等多种。随着计算机技术和自动化技术的迅速发展,船舶通信信号设备的自动化水平逐渐提高,同时,其故障率也随之提高。为了保障船舶通信系统的正常运行,通信信号设备的故障诊断和检测技术显得尤为重要。本文的研究对象为船舶通信系统的信号设备,利用虚拟仪器技术Labview设计和开发了一种船舶通信信号设备的故障检测系统,并对该故障诊断系统的硬件结构和软件程序进行详细介绍。本文对改善船舶通信系统的抗干扰能力,提高故障诊断速度有重要的作用。     

基于嵌入式的船舶抗噪通信系统设计

为减少船舶抗噪通信系统的数据传输的失败情况,设计一个基于嵌入式的船舶抗噪通信系统。在系统的硬件部分,设计了RF捷变收发器、嵌入式处理器、系统接口,在系统软件部分,主要对系统内的信号进行了去噪处理,实现了船舶抗噪通信。实验结果表明,所研究的基于嵌入式的船舶抗噪通信系统有效减少了船舶抗噪通信系统的数据传输的失败情况,并且提高了数据采集的稳定性,满足船舶抗噪通信系统的设计需求。     

基于NetLinx的船舶电站网络式监控系统设计

提出了一种采用NetLinx网络体系设计船舶电站监控系统的方案.首先进行监控系统的硬件选型,设计监控系统的硬件连接结构图,并分析硬件系统的数据通信过程.然后分析上位机监控软件的配置结构和功能,根据自动化电站的控制功能和操作习惯设计了监控系统人机界面,所设计的界面友好、直观形象.仿真实验结果表明:现场信号能够和上位机之间实现正确地传输;硬件系统可靠性高,环境适应性强;上位机监控软件能够使操作员充分掌握船舶电站现场的运行状态,从而实施有效的控制.     

船舶配电故障恢复系统设计

针对传统船舶配电故障恢复系统存在故障恢复性能较差的问题,设计一种新的船舶配电故障恢复系统,该系统的硬件配置为通信模块。通信模块的构成为2台前置机、1台交换机、2台通信服务器、数字隔离板、解调调制板。系统的软件构成包括故障负荷统计模块、故障恢复模块以及数据支持管理模块。其中故障负荷统计模块主要利用状态估计法获取负荷母线实时的网络潮流与负荷情况,计算船舶配电故障的具体失电负荷;故障恢复模块主要通过舰船配电故障的实时过载处理实现配电故障的恢复;数据支持管理模块主要由基础数据管理单元、二次装置故障数据管理单元构成。通过硬件与软件相结合实现船舶配电故障恢复。为了证明该系统的故障恢复性能较好,进行该系统与传统系统的对比实验,实验结果证明该系统的故障恢复性能优于传统系统,实现了性能提升。     

通信数据非线性实时校正模型构建

船舶通信系统的非线性特征来源于船舶硬件结构和信号噪声等多个方面,通信系统的非线性会降低通信系统信号传输的精度,因此有必要结合信号分析与校正技术,改善船舶通信系统数据的非线性特征。本文针对船舶通信系统的传感器误差特性来源进行研究,在此基础上构建一种非线性实时校正模型,研究了该实时校正模型的结构原理和硬件组成。     

基于DSP技术的电力推进船舶电力负荷预测系统

针对电力推进船舶电力负荷的非线性、混沌性,难以进行准确预测的难题,设计了基于数字信号处理(DSP)技术的电力推进船舶电力负荷预测系统。首先,针对电力推进船舶电力负荷的特点,设计船舶电力负荷预测系统的总体框架,然后进行基于DSP技术的电力推进船舶电力负荷预测系统设计,分别进行船舶电力负荷预测系统的硬件与软件设计,最后进行仿真实验,仿真结果表明,DSP技术能够更好地把握电力负荷信号的变化规律,可以得到更为准确的船舶电力负荷预测精度,预测的实时性得到了极大的提升。     

船用VHF通信仿真系统中的多模拟器功能设计

海上通信环境相比陆地系统更加复杂,通信噪声干扰严重、信道变化多端,为了提高海航模拟训练速度及质量,需要一套高可靠性的通信系统以保障船舶各单元以及各船舶之间的通信。VHF通信仿真系统为航海模拟器的重要组成部件,通过特定的频率与服务端建立连接,其信号传输时效性及误码率性能直接关系着航海模拟器性能。本文在研究了海上VHF通信仿真系统结构的基础上,设计了基于Internet的嵌入式VHF通信系统硬件及软件,最后进行了仿真。     

船舶机舱监测的智能报警系统

传统的船舶机舱监测报警系统对于危险信号的响应时间过长。针对这一问题,设计了一种新的船舶机舱监测系统报警系统,通过工控机、数据集中器、上位机和传感器构成硬件结构,利用RS-485总线连接各个硬件模块,在数据集中器、上位机进行冗余设计。软件由信息采集、报警信号上下限设定、信息匹配、发送报警信号4步组成。为检测系统工作效果,与传统报警系统进行实验对比。结果表明,设计的智能报警系统能够迅速响应危险信号,及时反馈报警信息,降低船舶航行事故发生率。     

基于Zigbee网络的船舶机舱监控系统

现有船舶机舱监控系统由于网络通信质量差,导致其存在着通信距离短、系统功耗大的缺陷,因此提出基于Zigbee网络的船舶机舱监控系统研究。应用Zigbee网络技术设计船舶机舱监控系统,其硬件单元为数据采集单元、处理器选取单元与无线通信单元;软件模块为数据采集控制模块、报警输出模块与Zigbee网络节点程序模块。通过上述硬件单元与软件模块的设计,实现了船舶机舱监控系统的运行。设置Zigbee网络拓扑结构,制定系统报警规则,进行船舶机舱监控实验。实验结果显示,相较于现有系统,设计系统通信距离更远,系统功耗更低,充分证实了设计系统监控效果更好。     

船舶柴油机轴向异常振动监测智能系统

针对传统振动监测系统在一定时间内处理数据量少的问题,设计船舶柴油机轴向异常振动监测智能系统。设计由KTR微型自恢复式位移传感器、AD转换器和滤波芯片组成的系统硬件。在硬件部分的基础上设计系统的软件部分。使用傅里叶变换处理采集的振动信号,根据EMD分解原理提取可能的异常振动信号。在神经网络中,将信号与模板异常信号匹配,完成对轴向异常振动监测智能系统设计。通过与传统振动监测系统的对比实验,证明了设计的智能监测系统能够在相同时间内处理更多的数据,具有优越性。     

多压力下船舶网络系统优化设计研究

传统的船舶网络系统通信方式为点对点通信,占地面积大,通信效率低,不能完成信息共享。在多约束压力视角下优化设计了船舶网络系统,分别从硬件、软件两方面进行优化,通过CAN总线设计硬件部分,利用以太网完成了软件系统的设计,由实验结果表明,优化后的船舶网络系统能够高效准确地控制船舶航行速度,分析船舶所受动力,降低占地面积,提高通信效率,实现船舶信息共享。本研究对于未来船舶行业发展有一定的指导意义。     

基于μC/OS-Ⅲ的船舶主机监控系统设计

为提高船舶主机监控系统软件的可移植性以及可靠性和硬件采集电路的故障诊断能力及其采集精度,可以采用μC/OS-Ⅲ操作系统作为软件开发平台提高软件可移植性以及可靠性,而对于温度、压力、转速及开关量的硬件电路均设计了断线故障诊断功能而且采用了多重滤波提高采集信号的精度。系统通信是基于CCP协议的CAN通信,其功能丰富可靠性高。此系统已成功应用于样机中并取得了稳定可靠的数据采集和控制效果。