基于物联网技术的船舶异构网络切换信号预测的研究

无线通信技术和物联网技术迅速发展,船舶移动异构通信网络建设引起了广泛关注。船舶移动异构通信网络支持智能化和多模式通信,可以显著提高海上船舶与岸上基站、海上船舶之间和海上船舶与作业平台的通信能力。本文针对船舶异构无线网络,结合物联网和船联网技术,系统研究船舶移动异构网络切换信号的预测算法和流程。     

垂直切换信号预测技术在船联网的异构网络中的应用

我国内河航运非常发达,同时随着船联网的兴起,内河航运发展也越来越迅速。本文针对船联网中异构网络的垂直切换技术进行研究,分析异构网络之间垂直切换的一般流程和关键技术,提出一种基于灰色理论的垂直切换信号预测算法。并通过试验仿真分析,验证该算法的正确性。此算法可以应用于实际中对船载终端的异构网络的垂直切换和同构网络的水平切换。     

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。     

大数据异步传输环境下舰船激光网络回波信号增强处理

针对信号异步传输所导致增强效果不理想问题,提出大数据异步传输环境下舰船激光网络回波信号增强处理方法。采用信号累积增强技术将舰船激光网络范围内若干个回波信号积累在一起,形成一个高强度的回波信号,增强回波信号被采集的概率,确定激光网络正常状态下的分形盒维数与实时网络连接分形盒维数的差,若差值大于阈值即可将实时网络的回波信号定义为异常信号清除掉;针对被清除的异常数据,采用贝叶斯因子分析模型恢复缺失的回波信号,并对回波信号进行去噪处理。实验结果显示,该方法异常信号漏检率与误检率均低于2%,能够彻底抑制信号内的噪声分量,较好地进行信号恢复。     

船联网的异构网络信号变换及其预测技术研究

船舶在海上航行时,与其他船舶及基站的通信方式以无线通信为主,其中,VHF超高频无线通信的通信效果最好,应用也最为广泛。与此同时,VHF通信也存在着一定的问题,包括通信带宽相对较窄,同一时间段可传递的数据量难以满足日益增长的通信需求等。船联网是一种基于无线通信模式的新型通信网络,充分结合了物联网技术,对实现海上航运智能化、人性化等有重要的作用。本文以船联网为研究对象,重点介绍了船联网中的异构网络信号变换技术和信号预测技术,对改善船联网的通信能力有重要意义。     

复杂电磁环境下离岸舰船无线网络信号优化

复杂电磁环境下,离岸舰船无线网络传输信号信噪比较差,因此提出复杂电磁环境下离岸舰船无线网络信号优化方法。通过获取离岸舰船无线网络矢量信号,得到组件信号压缩测量矩阵,从而完成传输信号稀疏特征提取。在信号稀疏特征已知的条件下,采用适当接收极化,抑制传输过程中噪声的干扰与影响,完成传输信号干扰优化。在传输干扰信号最优化的条件下,确定信号传输寻优范围,完成离岸舰船无线网络信号接收质量优化。设计仿真实验,对比复杂电磁环境下优化前后离岸舰船无线网络信号信噪比,证明本文方法的有效性。     

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。     

互联网环境下的舰船动力系统故障实时数据库开发

传统的故障实时数据库由于反馈性能较差,导致故障数据不能实时上传并显示,因此提出互联网环境下,舰船动力系统故障实时数据库的开发方法。该方法通过设置约束条件,建立数据库开发基本框架;根据故障数据类型,设置数据库开发响应规则;划分故障数据类型与故障等级,实现所开发数据库,对故障数据的动态实时反馈。测试结果:与传统方法下的数据库相比,全新的数据库反馈故障数据的能力提升了8.67%。由此可见,该方法更适用于对数据库性能的开发。     

舰船电磁环境预测分析方法

电磁兼容性是现代舰船必须重视的关键技术,在舰船设计各个阶段,可以采用不同的预测方法,对全舰电磁环境进行预测分析,优化配置方案、优化总体布置,尽可能在设计阶段从根本上优化电磁兼容性,为将来的实船具有良好的电磁兼容性奠定基础。     

复杂环境下的舰船网络信息系统安全分析

舰船网络信息系统的安全与多种因素相关,而且每一种因素的作用程度不同,为了提高舰船网络信息系统的安全分析精度,设计一种复杂环境下的舰船网络信息系统的安全分析方法。首先建立舰船网络信息系统的安全评价指标,并采用模糊理论的隶属度描述每一种舰船网络信息系统安全评价指标的贡献,然后将安全评价指标作为最小二乘支持向量机的输入,舰船网络信息系统安全等级作为输出,进行学习和训练,建立舰船网络信息系统安全分析模型,最后在Matlab 2016平台进行舰船网络信息系统安全分析模拟实验,本文方法的舰船网络信息系统安全分析精度超过92%,而当前其他舰船网络信息系统安全分析方法的精度均低于90%,而且舰船网络信息系统安全分析效率的优势明显,实验结果验证了本文方法的有效性。     

舰船监控网络异构监控数据自适应存储方法

为快速有效存储舰船监控网络异构监控数据,提出舰船监控网络异构监控数据存储方法。此方法主要用于优化舰船监控网络监控数据云存储平台的存储效果,多个舰船监控设备,经多个虚拟网关在数据接口层统一接口的使用下,将异构监控数据发送至数据处理层;数据处理层使用基于聚类的异构监控数据分类方法,将异构监控数据按照来源分类;分类后数据发送至分布式数据存储层,使用基于自适应分配的异构监控数据存储方法,结合分布式数据存储模型的可用容量与带宽状态,将分类后监控数据以自适应分配方式,存储于性能最优的存储模型,完成自适应分配存储。实验结果表明,此方法具备舰船监控网络异构监控数据自适应存储能力,存储效率、成功率显著提高。     

大数据环境下舰船网络参数配置方法

在大数据环境下,传统的舰船网络参数配置方法在大量用户数据干扰情况下,很难保持灵活的应用能力。为此,提出大数据环境下舰船网络参数配置方法研究。依据舰船网络的实际需求,规划待配置参数,生成网络参数规划文件,定义与文件数据相匹配的通信协议,将网络参数配置相关指令下发到参数消息头中,在通信协议的支持下,实现网络参数消息的传输,完成网络参数配置。实验结果表明:提出的大数据环境下舰船网络参数配置方法 PDP激活成功率高、参数之间相关性强,该方法拥有灵活的应用能力。     

安全防护环境下舰船监控网络病毒检测系统

针对舰船监控网络病毒检测系统检测结果精度较低的问题,设计安全防护环境下舰船监控网络病毒检测系统。在此次设计中沿用原有舰船监控网络病毒检测系统硬件,着重进行系统软件设计。通过构建软件框架进行软件设计,设定病毒规则库并对网络数据进行捕获;将捕获后的数据通过滤波进行预处理;采用聚类的方式进行数据挖掘并构建病毒特征库;将网络中的数据与病毒特征库进行匹配,完成网络病毒的检测。至此,安全防护环境下舰船监控网病毒检测系统设计完成。构建对比试验,对比检测范围体现检测精度。与原有系统相比,此系统检测范围更加完成。由此可见,此系统检测精度更高,检测更有效。     

舰船电磁特征信号的预测与抑制

通过建立舰船的电子模型，可以对水下电磁特征信号进行前期预测，这个模型囊括子舰船的几何形状，阴极保护系统电流，阳极布置，海水盐度和海床的导电性，通过逐次逼近法对这些参数进行调整，确定它们对整个特征信号的影响，在舰船设计中采用电子模型可使舰船满足特征信号的约束条件；模拟水雷杀伤的效果；预测对抗措施的效能；估算探测距离，该模型的基础是几个简单偶极子的适当组合，采用邱引偶极子对某个水下电场传感器的范围进行测量的方法来验证该模型，这种方法类似对舰船特征信号的测量。     

舰船通信网络信号动态变化特性数学模型

为提升复杂环境下网络信道特性的表征能力,设计描述舰船通信网络信号动态变化特性的数学模型。依据坎贝尔定理,通过节点之间的泊松点过程,构建舰船通信网络的信道模型。基于所构建的信道模型,依据Friis公式,引入直射路径的信道衰落、镜面反射路径的信道衰落,以及反射路径的信道衰落构建信道衰落模型。依据网络信号传输状态,考虑信道衰落情况,利用马尔科夫链构建信号传输距离、接收机接收功率、信号接收位置关联的二维传输模型,通过二维传输模型体现舰船通信网络信号的动态变化特性。实验结果表明,该模型能够精确表征复杂环境下的舰船通信网络信号动态变化特性,可以作为提升舰船通信网络质量的重要依据。     

舰船D-ZED环境PLC信号衰减分析

综合电力系统是舰船动力系统发展的趋势。新型区域配电系统在相当程度上决定着整个综合电力系统的发展方向。将电力线通信（PLC）技术应用于直流区域配电基础上的舰船综合电力环境,实现已有电力线信号传输技术移植于舰船综合电力环境,是组建舰船高速电力线数据传输网络的关键。通过对舰船综合电力电缆的直流线路特性分析,给出电力线特性阻抗高频信号衰减算法。     

高噪声环境下舰船通信语音信号增强方法研究

在海洋中航行的船舶,由于海浪和机械噪声的干扰,会对船舶的通信导航造成很大的影响,本文主要研究了高噪声环境下的船舶语音通信方法,通过对通信语音信号的编码进行优化,可以有效提高语音信号的信噪比,从而可以显著增强船舶的通信能力,提高了航行安全性。     

强干扰下舰船通信网络信号传输质量检测方法

为解决舰船通信网络信号质量检测区间受限的问题,提出强干扰下的新型舰船通信网络信号传输质量检测方法。通过信号波形特征提取、干扰算子定义2个步骤,完成强干扰下舰船通信网络的信号识别。在此基础上,通过传输信号质量的抖动幅值定义、传输时间间隔误差计算、检测相位算子求解3个步骤,完成新型信号传输质量检测方法的搭建。对比实验结果表明,与传统检测方法相比,应用强干扰下舰船通信网络信号传输质量检测方法后,待检测信号质量算子的最大值超过9.50 Mb,最小值低于2.00 Mb,整个检测区间长度得到明显扩充。