基于传感器网络的船舶舱室火灾远程监控系统

由于传输信道中存在随机干扰,监控系统受到干扰后输出的信号中存在随机误差,从而导致传统的船舶舱室火灾远程监控系统实时性差,为此设计一种基于传感器网络的船舶舱室火灾远程监控系统。在系统的硬件部分,通过温度传感器实时测量温度,利用无线收发模块传输监控数据,并采用数据采集卡采集监控数据。在系统软件部分,利用传感器网络中的无线通信技术感知实时监测的信息,采用数字滤波方法抑制有效信号中的干扰成分,输出监控信号,以此完成基于传感器网络的船舶舱室火灾远程监控系统的设计。实验以明火发现时间与阴燃火发现时间为实验指标。结果表明,所设计的系统比传统的基于红外技术的船舶舱室火灾远程监控系统与基于蓝牙技术的船舶舱室火灾远程监控系统发现明火、阴燃火的时间短,证明所设计的监控系统实时性能好,能够及时发现火灾情况。     

基于无线传感网络的无人船舶远程遥控系统设计

传统遥控系统不能根据船舶航线的变化情况,进行及时、有效的航行控制指挥。为解决此问题,设计基于无线传感网络的新型无人船舶远程遥控系统。通过无线传感网络框架设计、船舶电源电路设计2个步骤,完成新型远程控制系统的硬件模块设计。通过Delphi 7.0开发环境完善、无人船舶目标确定流程设计、驱动代码设计3个步骤,完成新型远程控制系统的软件模块设计。对比传统系统、新型系统的运行数据可知,应用基于无线传感网络的无人船舶远程遥控系统后,航行控制指挥的及时性、有效性均得到30%以上的提升。     

基于VR技术的船舶航行仿真系统设计

传统船舶仿真系统不能在短时间内完成航行数据的识别及转发处理。为解决上述问题,设计基于VR技术的新型船舶航行仿真系统。通过层次逻辑结构设计、仿真拓扑结构设计2个步骤,完成新型系统的硬件运行环境搭建。在此基础上,通过VR交互程序设计、航行传输协议设计、仿真数据库设计3个步骤,完成新型系统的软件运行环境搭建,实现基于VR技术船舶航行仿真系统的顺利应用。模拟对比试验结果表明,与传统系统相比,应用基于VR技术船舶航行仿真系统后,航行数据识别及转发处理时间均得到一定程度降低。     

基于VR的船舶虚拟样舱可视化体验平台开发

采用虚拟现实(Virtual Reality,VR)技术,结合HTC VIVE虚拟现实硬件系统,以国内某极地科考船内装设计项目为实例依托,基于Unity3D引擎开发船舶虚拟样舱可视化体验平台,探索"VR+船舶内装"新模式,该平台可让用户在虚拟现实环境中体验舱室的不同设计风格,并将船舶舱室设计信息可视化表达出来,不仅提升了设计效率和舱室展示手段,也为船舶内装知识库管理平台的搭建打下坚实基础。     

基于无线传感网络的内河高密度船舶防撞研究

我国内河船舶运输行业发展导致船舶数量和体积不断增加,传统船舶防撞系统测距已经难以满足船舶防撞要求。对此基于无线传感网络设计内河高密度船舶单片机激光传感防撞系统。以激光测距传感器作为船舶核心防撞感知子系统,搭配外围单片机组成主控制器组成船舶核心控制单元,通过无线传感网络收发控制指令;设计双向自由度底座,提高激光测距监控范围;利用C语言通过KeiluVison4作为编译完成系统主监控程序和数据采集程序设计,实现基于无线传感网络的内河高密度船舶单片机传感防撞系统设计。实验结果表明,相对于传统防撞系统,设计的单片机激光传感防撞系统正向距离信号有效辐射域提高35.5%,负向距离信号有效辐射域提高17.5%,可以有效提高船舶激光有效防撞测距。     

无线网络的舰船航行环境信息实时采集

舰船航行环境非常复杂,对舰船航行环境信息实时采集对提升舰船航行安全性具有重要意义,同时也为实现舰船的无人驾驶提供重要基础。本文提出一种基于ZigBee无线传感网络的舰船航行环境信息采集系统,阐述ZigBee无线传感网络3种拓扑结构的原理,并分析ZigBee无线传感网络协议体系,构建舰船航行环境信息实时采集系统的整体架构,重点设计无线网络传感器节点,阐述系统的软件模块的功能,并使用系统对海水盐度及浪高进行测试,证明系统可以有效使用Zig Bee无线传感网络对船舶航行环境信息进行测量,系统具有较高的稳定性和准确性。     

船舶机电设备无线振动监测实验研究

为验证无线传感器网络及其架构在船舶舱室机电设备振动测试上应用的可行性。文章通过分析无线传感器网络的优势,对现有无线传感器振动监测节点进行改进,设计了一种适合于船舶舱室的高采样频率无线传感器节点及其振动监测系统,结合所开发的无线传感器网络监测系统讨论了传感器系统架构、监测节点以及软件的设计;以有线监测设备为测试对比对象,通过现场试验,比较研究无线传感器监测设备和有线监测设备在系统构架、数据采集、数据传输、数据精度等方面的表现,验证无线传感器监测节点在船舶舱室机电设备振动监测应用中的可行性。     

船用多功能无线传感器网络的设计与应用

针对长江航道局数字机务的改造需求,提出并设计了一种船用多功能传感器网络系统。该传感器网络系统由多个舱室基站以及多种无线功能节点构成,其不仅可以无线采集船舶设备的状态信息,而且可以完成船舶人员的动态定位监测。各个舱室基站之间通过RS485通信总线实现信息互联,克服了船体金属结构对无线信号的屏蔽效应。试验结果表明,所设计多功能船舶传感器网络可以在相关航道维护船舶上推广应用。     

无线传感器在海上航标遥测网络中的应用

航标系统是现代大型船舶航行的重要安全保障,如何保障航标信号的准确性,及时有效管理航标信息是海上航标遥测网络研究重点,其航标信息的测量及数据传输是关键。本文设计了基于无线传感网络WSN的海上航标遥测系统和基于帧及多跳的航标信息传输网络,分析了系统延迟。最后对系统进行仿真,并给出仿真结果。     

无人船无线传感网络远程遥控系统

传统无人船舶远程遥控系统,能够完成船舶的远程遥控工作,但存在遥控精度低,受环境影响因素大等问题,为此设计基于无线传感网络的无人船舶远程遥控系统。使用Zigbee无线高频通信频段,构建无线传感网络拓扑结构;根据无人遥控系统中节点数据指令,进行遥控命令数据解析,采用多种RREQ命令帧,实现无人船舶的安全准确控制,完成无人船舶远程遥控系统设计。实验数据表明,该无人船舶远程遥控系统比传统遥控系统航行精度提升57.83%,同时具有较强的抗环境干扰能力。     

船载监控网络节点信息感知信任度模型

准确感知信息是船载传感网络的重要难题,船舶复杂的舱室结构和金属材质在一定程度上会影响无线传感节点感知信息的准确性。对此,在分析船舶环境及无线信号传输特性的基础上,针对船载传感网络的拓扑特性,利用无线传感网络的时空相关特性,建立节点信息感知信任度评价模型。通过仿真试验分析,验证这种利用网络拓扑特性对节点信息进行感知的信任度评价模型是有效的。     

基于SDN技术的海上船舶现场通信网络架构设计

为了保障船舶在海上环境中的安全航行,增强数据信息传输稳定性,设计基于SDN技术的海上船舶现场通信网络架构。通过SDN定义的方式,搭建船舶通信体系,完成基于SDN技术的通信切换处理。在此基础上,连接船用电子设备,按照一体化通信的拓扑结构类型,选择合适的通信接口电路,实现海上船舶现场通信网络架构的搭建与应用。实验结果表明,与异构型通信网络相比,在SDN技术支持下,通信网络架构能够有效增强海上船舶主机之间的数据信息传输稳定性,保障船舶安全航行。     

基于虚拟现实的船舶航行复杂周围环境图像三维仿真

为提升船舶在复杂航行环境中的安全,提出基于虚拟现实的船舶航行复杂周围环境图像三维仿真方法。该方法使用虚拟现实技术中的Vega Prime虚拟现实开发工具,依据海洋、船舶相关数据与图像,使用Crertor工具建立flt静态三维模型库,从该模型库内导出船舶三维模型所需数据后,使用Vega Prime虚拟现实开发工具的LynXPrime图形界面,对船舶航行复杂周围环境的水体、海浪等进行建模并进行纹理制作后,再通过实时驱动、视景仿真驱动以及仿真交互程序运行,实现船舶航行复杂周围环境图像三维仿真模型的交互。实验结果表明,该方法可有效对船舶航行复杂周围环境的洋流流向、流速、海水温度进行三维仿真。同时也可对船舶航行环境内其他船舶进行红外视景可视化,且应用效果较佳。     

船舶燃油剩余量动态监测系统设计与实现

传统LTR船舶油量监测系统存在监测命令执行时间过长、剩余油量定位不准确等弊端。为解决上述问题,设计新型船舶燃油剩余量动态监测系统。通过传感信号采集模块设计、A/D信号转换模块设计2个步骤,完成新型系统的硬件运行环境搭建。在此基础上,通过燃油剩余量位置动态监测、监测数据库表结构设计、动态燃油量监测语句完善,完成新型系统的软件运行环境搭建,实现系统的顺利应用。对比实验结果显示,与传统LTR船舶油量监测系统相比,应用新型船舶燃油剩余量动态监测系统后,监测命令执行时间明显缩短,剩余油量定位精准度最大值超过85%。     

虚拟现实技术在船舱室内设计中的应用

为了有效提高船舱室内设计的合理性,设计在当前船舱室内设计中,引入虚拟现实技术提出新型设计方案。根据虚拟现实技术和船舶舱室内部空间行,构建当前船舶舱室的前导数集,根据舱室的特征构件,将其转化为虚拟现实数据流,获取数据表征,根据舱室执行参数,以空间数据和环境负荷数据作为函数综合费用,建立目标约束函数,获取舱室内构件的最优排列解,以虚拟现实坐标对当前构件进行数据量化,引入最优排列解,确定当前舱室内的通量计算值,对舱室空间进行整合,实现舱室最优设计。实验数据证明,应用虚拟现实技术后,船舶舱室空间规则比例提高27%,船舶自然空间配置提高30%,可以有效释放舱室空间距,提高舱室设计合理性。     

船舶无线传感网络安全态势异常检测方法

为了更好保障船舶航行安全,避免船舶航行过程中常见的无线传感网络异常导致的船舶航行过程中信号网络信息处理效果不佳的问题,对船舶无线传感网络安全态势异常检测方法进行研究。通过对无线传感网络安全信息进行采集分类,实现对船舶网络信号特征的实时检测和提取。根据检测结果进行无线传感网络安全异常数据的修正,提高船舶网络运行安全。实验证实,船舶无线传感网络安全态势异常检测方法在实际应用过程中具有更高的准确性,可以更好实现对复杂船舶网络数据异常区域进行快速检测和修正的研究目标,从而更好地提高船舶航行安全效果。     

云存储环境下的船舶航行数据访问控制方法

普通船舶数据访问控制方法,存在访问安全性较低、相邻控制节点数据传输时间较长等弊端。为解决上述问题,设计基于云存储环境的船舶航行数据访问控制方法。通过特征分析、布局方法的确定,完成航行云存储环境的搭建。通过船舶数据代理重加密、数据的聚合和访问控制、访问控制安全性分析,完成基于云存储环境船舶航行数据访问控制方法的搭建。设计对比实验结果表明,新型方法与普通方法相比,适当提高访问安全性,并缩短相邻控制节点的数据传输时间。     

虚拟现实技术在船舶航行路径优化中的应用

受复杂地质条件影响,海域中存在航行事故频发区域,而传统船舶航行路径优化中,虚拟现实技术只注重模拟海域基本特征,导致选取的船舶航行路径集中在事故频发区域,因此重新研究虚拟现实技术在船舶航行路径优化中的应用。本文研究利用虚拟现实技术构建海域三维模型,统计历史事故频发区域界定船舶航行安全区域,结合船载信息融合技术确定最优路径,重新优化船舶航行路径。实验结果表明,与传统的虚拟现实技术应用效果相比,利用虚拟现实技术绕行事故频发区域,选取的船舶航行路径最安全。     

物联网在船舶安全监测系统中的应用研究

随着海上航运业的发展,船舶的海上安全航行成为关系到整个航运业务的发展,一套实时高效的船舶安全监测系统指导船舶航程的关键设备。传统的船舶安全监测系统基于总线结构,随着监控维度的增加,其实时性﹑准确性已经越来越不能满足现代航运业的要求。本文在研究了物联网架构的基础上,将物联网各技术应用至海上远程监控系统中,构建了基于无线传感器及Zigbee无线传感网络的船舶安全监测系统,最后给出了系统的软件实现。     

基于信息融合技术的舰船导航信息系统

为了缩短获取舰船导航信息的时间,保证船舶航行的可靠性,提出基于信息融合技术的舰船导航信息系统设计。在信息融合技术的基础上,通过舰船导航信息接收机电路设计和电源适配器设计,完成系统的硬件设计;基于舰船导航信息的提取和DWA算法改进设计,完成系统的软件设计,实现舰船导航信息系统设计。测试结果证明,基于信息融合技术的导航信息系统与基于GPS的导航信息系统相比,获取导航信息的时间明显缩短。