物联网环境下船舶航行大数据异常属性划分

由于人工记录、手动测量等方式存在信息不及时、不准确以及局限性的问题,无法获取到实时、全面的航行数据,降低了大数据异常属性划分结果的有效性,因此提出物联网环境下船舶航行大数据异常属性划分方法。在物联网环境下利用离散度函数,加权处理船舶航行大数据属性特征。通过密度选择法,确定船舶航行大数据异常属性划分的初始聚类中心。利用属性加权快速聚类算法,结合离散度函数与初始聚类中心,完成船舶航行大数据异常属性划分。实验证明,所提出方法可有效划分船舶航行大数据异常属性。在不同大数据规模下,该方法异常属性划分的加速比均较大,即异常属性划分速度较快。     

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。     

基于物联网的海上智能通信电网技术

在现代海上电力系统中,智能化通信电网技术已经成为未来船舶电力供电系统的发展方向,从而使供电网络与各个船舶电力系统底层节点建立起自动化连接。而物联网系统中的无线传感网络技术,能很好地解决物与物之间的数据采集及通信问题,适应海上智能电网中通信问题。本文在研究无线传感网络及海上智能电网模型的基础上,提出一种基于海上智能通信的物联网体系结构,最后给出整个系统的网络结构模型设计并进行了系统仿真。     

面向海洋监测的船舶无线传感网络节点部署方法优化

传统无线传感网络部署方法在海洋监测领域应用中,由于无线传感器数量、信号覆盖范围以及节点相关参数无法相互匹配,导致无线传感网络节点间的衔接异常,无法有效覆盖传输范围。针对上述问题本文提出面向海洋监测的船舶无线传感网络节点部署方法优化,首先通过传感分布算法,对传感网络分布位置进行模型建立分析,得到准确的无线传感器建立的位置参数;接着引入安全节点算法对分布的网络传感器信号进行交互安全计算,保证信号的稳定;最后,通过引入QDP粒子算法,对传感网络节点目标信号进行优化,最大化提升部署节点的有效利用率;并通过仿真实验证明提出方法的有效性与可行性。     

WEB前端开发技术在船舶通信数据可视化中的应用

针对传统的船舶通信数据可视化方法存在数据过滤性能较差的问题,提出设计一种基于WEB前端开发技术的船舶通信数据可视化方法。时域信息作为船舶通信数据的一个重要属性,包括持续通信时间与系统时间,它们的属性分别为跨度与刻度,采用不同的方式对二者进行处理。获取船舶通信数据中节点间的通信流具体数量与通信总数量,利用获取数据对节点聚类进行计算,根据聚类指数计算船舶通信节点作用力。利用Web前端开发技术对船舶通信数据棒状图的图标进行绘制,最终实现船舶通信数据可视化。为了证明该方法的数据过滤性能较好,将原有方法与基于Web前端开发技术的船舶通信数据可视化方法进行对比实验,实验结果证明该方法的数据过滤性能优于传统方法。     

网络入侵探测节点倒追定位系统设计

无线传感网络在各类海上船舶信号采集及传输中应用非常广泛,其具有组网灵活、数据传输性能良好、实时性高等特点。网络安全一直是无线传感网络研究的重点,现在海上船舶一般通过身份认证或加密技术保障网络的安全,但还是不可避免受到外界恶意攻击,需要对恶意入侵快速定位。本文重点研究网络入侵探测节点倒追定位对入侵行为的跟踪检测,设计一种自适应的无线传感网络入侵行为检测算法,能实时检测网络异常行为,最后进行仿真。     

船舶无线传感网络节点数据的采集方法研究

通过对船舶无线传感网络节点数据,进行船舶无线传感组网设计,提高对船舶运行状态的分析和监测能力,提出一种基于量化融合跟踪和多线程总线调度的船舶无线传感网络节点数据的采集方法。进行船舶无线传感网络的路由拓扑结构设计,进行网络节点的最优分布路由控制和定位。在传感器节点优化定位算法设计的基础上,进行数据采集系统的硬件设计,采用32位数据总线进行船舶无线传感数据的高速捕获和总线传输,在FIFO RAM缓冲区采用连续脉冲冲激方法进行数据激发,将采集的数据存储在SCSI数据硬盘和局部总线中,实现数据实时调度和分析。测试结果表明,该采集方法能有效实现船舶无线传感网络节点数据的多线程多通道采集,数据检测和输出的准确性和实时性较好。     

基于嵌入式的海洋运输环境数据采集与动态监控节点设计

为保障海上船舶运输数据的有效采集和监控,需要对海上船舶运输数据环境监控系统进行设计。采用当前算法进行监控时,存在监测范围小、成本高、功耗高、实时性低等问题。为此,提出一种低功耗适用于海洋运输环境的物联网动态监控的节点设计方案。该方案先定义基于物联网的海上船舶运输环境数据监控系统模型,将此系统模型分为无线传感网络、汇聚节点和监控中心,在此基础上对传感器节点、汇聚节点以及监控中心的硬件均进行设计,并给出基于ZigBee技术的无线传感器组网过程,设计出基于物联网的海上船舶运输环境数据监控系统。实验结果表明,该方法能够对海洋环境信息进行数据采集和动态监控,具有低成本、功耗低和丢包率低等方面的优点,具有可行性。     

基于嵌入式的海洋运输环境数据采集与动态监控节点设计

为保障海上船舶运输数据的有效采集和监控,需要对海上船舶运输数据环境监控系统进行设计。采用当前算法进行监控时,存在监测范围小、成本高、功耗高、实时性低等问题。为此,提出一种低功耗适用于海洋运输环境的物联网动态监控的节点设计方案。该方案先定义基于物联网的海上船舶运输环境数据监控系统模型,将此系统模型分为无线传感网络、汇聚节点和监控中心,在此基础上对传感器节点、汇聚节点以及监控中心的硬件均进行设计,并给出基于ZigBee技术的无线传感器组网过程,设计出基于物联网的海上船舶运输环境数据监控系统。实验结果表明,该方法能够对海洋环境信息进行数据采集和动态监控,具有低成本、功耗低和丢包率低等方面的优点,具有可行性。     

基于物联网技术的船舶移动数据采集与分析系统设计

基于数据采集的各类船舶电子系统应用场景越来越广泛,如海底勘探系统、海洋气象环境监测系统,传统数据采集与分析系统利用各类传感器对温度、湿度、地形等数据进行采集,通过无线或有线方式传输至信息中心进行统一处理,基于物联网的数据采集分析系统利用无线传感网络,将传感器节点进行归类分簇,在无线传感网络内进行融合处理后再传输,提高了采集分析效率。本文设计基于ARM的船舶移动数据采集分析系统,最后进行仿真。     

基于动态聚簇结构的无线传感网络在海上通信中的应用

无线传感网络在海上无线通信系统中的应用越来越广泛,而受到海上环境的影响,网络的能量消耗及生命周期是衡量海上无线传感网络最重要的性能参数。传统无线传感网络的数据传输在单个节点之间进行传递,效率较低,而现有的基于簇结构的无线传感网络,把传感网络中的所有传感器节点按照一定的逻辑结构进行划分,增加了系统的传输效率。本文在研究现有的无线传感网络基础上,提出一种基于动态聚簇结构的无线传感网络,并进行仿真。     

船用无线传感网络最优通信节点选取方法

传统无线传感网络最优通信节点选取方法对于船舶而言,存在最优通信节点选取性能较差的问题。为此,设计一种船用无线传感网络最优通信节点选取方法。首先获取船舶用无线传感网络各方面的性能参数,包括链路带宽、消耗功率、传输数据包延时以及面积消耗。根据获取参数,利用射线跟踪法对船舶用无线传感网络在船舶上的信号传播实施仿真。根据船信号传播仿真结果,构建最优通信节点选取模型,对船用无线传感网络的最优通信节点进行选取。为了证明船用无线传感网络最优通信节点选取方法的最优通信节点选取性能较好,将传统方法与该方法进行最优通信节点选取性能对比实验,实验结果证明该方法的最优通信节点选取性能优于传统方法。     

卡尔曼滤波在船舶无线传感网络节点定位中的应用

基于无线传感网络的信号传输在海航及海上开发中的应用越来越广,无线节点定位精度对网络的通信性能有较大的影响,无线传感网络中的节点定位技术是海上通信领域研究的重要方向。RSSI是一种利用传感器节点信号强度的定位测量方法,但由于海上的噪声干扰及地形影响,其定位精确度较低,已经越来越不能适应无线传感网络节点定位精度要求。本文将卡尔曼滤波算法应用到以信号强度为观测值的节点定位中,极大地提高了定位精度。     

大数据网络下船舶轨迹异常故障检测技术优化

为全面控制船舶航行轨迹,保持良好的航向应用条件,提出大数据网络下的船舶轨迹异常故障检测优化技术。从上限边界数值确定、下限边界数值确定2个角度,完成大数据网络下的船舶轨迹异常范围确定。在此基础上,通过轨迹故障类型划分、节点故障检测属性关系确定、偏导优化系数计算3个步骤,完成大数据网络下船舶轨迹异常故障检测技术的优化操作。模拟实验结果表明,与基础故障检测技术相比,应用优化技术手段后,船舶航行轨迹的时间复杂度得到适当降低,单一节点处的轨迹密度提升明显,船舶航行应用条件得到有效保障。     

船舶传感网络入侵异常行为特征提取系统

传感网络是船舶采集自身航行状态信息和海洋环境信息的重要装置,也是集成网络技术、传感器技术和通信技术的一种新兴技术。船舶传感网络中含有大量有价值的数据,传感网络的入侵等异常行为时有发生,因此,加强无线传感网络的安全防护非常必要。本文首先介绍一种传感器网络的分簇算法,在该算法的基础上,针对船舶传感网络的入侵行为设计几种不同的检测方案,并建立网络入侵行为的特征提取方案,取得了良好的效果。     

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。     

物联网技术在船舶智能制造中的应用

随着通信技术及电子技术发展,物联网技术在船舶制造行业得到广泛应用,物联网技术利用RF设备、传感器、无线传感网络建立船舶制造各部门数据采集、传输及存储系统,制造过程朝着智能化、信息化方向发展。整个制造周期包含多个过程,如设计管理、生产控制、供应链管理、环境监控等,基于物联网技术的智能制造平台对信息统一存储并共享。本文在研究了船舶制造流程基础上,针对船舶制造特征,提出了基于物联网的智能管理技术。     

船舶无线传感网络的能耗均衡路由算法设计

为了提高船舶无线传感网络的连通性能,针对传统量化传导协议容易导致路由冲突的问题,提出一种基于能耗均衡的路由算法。构建船舶无线传感网络的节点分布拓扑结构,根据传感网络各个节点的能量开销构建路由连通性代价约束参量模型,采用拥塞控制方法进行船舶无线传感网络路由的防冲突设计,以能耗均衡为控制目标函数,实现船舶无线传感网络的能耗均衡拓扑控制,实现路由优化设计。仿真结果表明,采用该方法进行船舶无线传感网络的路由算法设计,能有效降低各个节点的能量开销,提高网络的寿命和连通性。     

数据挖掘的船舶网络病毒入侵检测研究

船舶中网络数据较多,传统病毒入侵检测方法不能有效对正常数据与异常数据分类,从而导致网络病毒入侵检测率与误检率较低,基于这一问题,将数据挖掘算法应用到船舶网络病毒入侵检测中。对网络数据采集,采用数据挖掘技术中的聚类分析算法将数据集合中对象划分成若干个类,聚类后形成多个数据集,在此基础上,确认离群点,划分为正常类与异常数据类,采用Apriori算法挖掘离散点中的频繁项集,寻找到病毒入侵中出现的频繁异常数据集,实现船舶网络病毒入侵检测。实验将检测率与误检率作为入侵检测指标,结果表明,此次研究的方法检测率高,并有效降低了误检率,证明所研究的检测方法的有效性。     

舰船物联网异常节点检测的数据挖掘

异常节点检测是保证舰船物联网安全的关键技术之一。针对当前舰船物联网异常节点检测效果差的缺陷,为获得更优的舰船物联网异常节点检测效果,设计了基于数据挖掘的舰船物联网异常节点检测模型。首先对舰船物联网节点的数据进行分析,并对异常节点和正常节点的信息进行标记,建立舰船物联网异常节点检测的数据集,然后采用数据挖掘技术——极限学习机建立舰船物联网异常节点检测模型,最后与其他模型进行舰船物联网异常节点检测对比测试,测试结果表明,本文模型获得较好的舰船物联网异常节点检测率,而且误检率明显优于对比模型,验证了本文模型的优越性。