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。     

无线传感网络系统在船舶机舱中的应用研究

从技术发展的角度，阐述了船舶机舱的特定条件下更适合应用无线传感网络系统的原由，并重点论述了目前制约无线传感网络发展的关键问题。针对我国机舱自动化发展现状，提出了下一步开展无线传感网络研究的设想。     

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。     

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。     

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。     

船舶微处理复合传感式检测系统

本文扼要叙述了船舶微处理复合传感式检测系统的基本结构与原理以及性能特性等。     

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。     

能量均衡自适应压缩感知在船舶无线传感网络中的研究

传感器与射频技术不断发展,无线传感网络在海洋开发、航运及军事中的应用越来越多。无线传感网络是集数据采集、信号传输、算法处理于一体的网络,与陆地相比,传感节点的能量供给不方便,随着采集传输数据量的增加,网络生命周期越来越短。同时无线传感网络由于利用分布式的多传感器节点,数据采集的冗余度较高。本文利用压缩感知技术对原始数据进行压缩重构,降低数据维度,并通过负载均衡提高各节点能量利用率及网络生命周期。     

船舶通信系统的异常数据检测

船舶通信系统的传输信道和输出链路层受到码间干扰和多径影响的情况下,容易出现异常数据,导致通信中断和故障,需要进行异常数据检测,提高系统稳定性。提出一种基于频谱特征提取和分数间隔均衡的船舶通信系统异常数据检测方法,基于分数间隔均衡方法构造通信系统的信道均衡模型,采用格型滤波器进行通信系统传输链路的码间干扰滤波,对滤波处理后的输出通信信号进行频谱特征提取,根据频谱特征差异性实现异常数据检测。仿真结果表明,采用该方法进行通信系统异常数据检测的准确概率较高,提高了船舶通信系统的抗干扰能力和信道均衡性,降低输出误码。     

无线传感网络在海上作战定位系统中的作用

对舰船位置的精确定位及信息反馈在现代化海上作战指挥系统中尤为重要。无线传感网络由众多具有数据采集、信息处理及无线通信传感器节点组成的网络,它作为海上目标定位及信息传输关键网络在作战中起到关键作用。本文首先分析海上作战无线传感网络结构,研究了网络的可靠性、安全性及定位精确性问题。最后设计一种RSSI传感网络稳定定位方法,通过对采集信息的分层采样及对无线传感网络的离散化处理,提高了定位精度。     

无线传感器网络的船舶航行姿态在线校正

为了提高船舶航行姿态准确性,针对当前船舶航行姿态在线校正方法存在的错误大、实时性差等缺陷,提出了无线传感器网络的船舶航行姿态在线校正方法。首先分析船舶航行姿态在线校正原理,并采用无线传感器网络对船舶航行姿态数据进行实时采集,然后根据无线传感器网络采集数据对船舶航行姿态误差进行预测,并根据预测结果对船舶航行姿态进行在线校正,最后进行了船舶航行姿态在线校正仿真对比实验。结果表明,无线传感网络的船舶航行姿态在线校正精度高,船舶航行姿态在线校正速度快,船舶航行姿态在线校正效果明显优于其他方法,解决了当前船舶航行姿态在线校正过程存在的一些难题,具有广泛的应用前景。     

基于数据挖掘的船舶异常行为检测研究

通过对船舶异常行为检测,提高对船舶的实时监测和模式识别能力,提出一种基于数据挖掘的船舶异常行为检测方法。采用并行分列式数据架构模型构建船舶行为特征分布数据库,提取数据库中的关联规则特征量,采用自相关匹配滤波检测方法进行船舶异常行为特征点的提取,实现船舶异常工况下的行为特征数据挖掘,实现船舶异常行为检测优化。仿真结果表明,采用该方法进行船舶异常行为检测的准确概率较高,数据挖掘的分类性较好,虚警较低,在船舶异常监测和状态分析中具有很好的应用价值。     

船舶网络流量的异常状态检测模型

船舶网络流量异常状态直接描述船舶网络工作情况,当前船舶网络流量异状检测过程中存在误差大、计算时间复杂度高等缺陷,为了获得更好的船舶网络流量异常状态检测结果,设计了基于复合核函数极限学习机的船舶网络流量异常状态检测模型。首先分析当前船舶网络流量异常状态检测研究进展,阐述船舶网络流量异常状态检测的基本思路,然后采集船舶网络流量异常状态检测数据,并采用复合核函数极限学习机建立船舶网络流量异常状态检测模型,最后进行仿真实验,实验结果表明,复合核函数极限学习机可以全面、客观描述船舶网络流量异常状态,检测精度高、时间短,相对于其他船舶网络流量异常状态模型,综合性能更优,可以有效保障船舶网络正常、安全工作。     

船舶网络安全与风险管理

分析船舶网络系统的现状、面临的威胁、使用中存在的问题,介绍国际海事组织关于船舶网络安全管理的决议,强调加强船舶网络安全管理的迫切性,并提出对船舶公司应对船舶网络安全风险的建议。     

海上无线传感网络的高精度数据采集算法研究

随着船联网技术的发展,无线传感网络WSN在海上信息领域得到广泛应用,其主要用于数据采集、融合、发送及处理。无线传感网络WSN基于多跳的自反馈网络,较易受到海上环境的干扰,且在网络中存在大量重复覆盖范围,这些导致节点数据采集精确降低。本文对现有传感网络架构进行研究,设计一种多层次树形拓扑结构,提高了采集数据精度。     

海上无线传感网络多帧图像处理的ARM嵌入式架构系统

随着传感网络技术的发展,基于此技术的图像处理系统及视频监控系统在海上信息化中的应用越来越广泛,如目标跟踪﹑海底探测及环境监测。多帧图像处理由于在同一时刻处理数据量大,需要的网络带宽及计算能力相比于单一图像更多,如何保障基于无线传感网络的多帧图像处理系统的时效性及准确性是系统性能关键所在。本文利用ARM嵌入式处理器设计一套高效的基于无线传感网络的多帧图像处理系统,仿真表明其性能达到要求。     

随机波动水下传感网络异常信号衰退测量方法

传统网络异常信号衰退测量方法中采用的测量算法无法对动态传感数据信号状态进行准确识别,导致传感网络异常信号衰退测量整体状态下降,可行性降低。针对上述问题提出随机波动水下传感网络异常信号衰退测量方法。首先针对随机波动的异常信号特征,引入多特征异常衰退信号识别算法,对全局信号进行多特征计算,准确对异常衰退信号进行特征化提取建模;然后,引入光导衰退信号定位算法对特征下衰退信号进行系统化计算转换,达到准确定位异常衰退信号的目的。通过仿真实验对提出方法中的算法进行误码率均值对比测试,证明提出方法的准确性与可行性。     

船舶网络安全防护下入侵病毒检测及防御研究

传统的船舶网络安全防护下入侵病毒检测及防御方法性能较差,为此提出船舶网络安全防护下入侵病毒检测及防御方法研究。采用稀疏自编码器对采集的船舶网络信息进行编码,通过神经网络算法对入侵病毒进行检测,以检测到的入侵病毒为依据,采用聚类方法对其特征进行提取,构建入侵病毒防御模型,通过模型实现了船舶网络安全防护下入侵病毒的检测及防御。通过实验可得,提出的船舶网络安全防护下入侵病毒检测及防御方法有效防御率比传统方法高出31.5%,说明提出的船舶网络安全防护下入侵病毒检测及防御方法具备更好的性能。     

船舶通信网络异常数据自动检测和剔除方法

为提高船舶通信网络异常数据自动检测精度,并全面剔除船舶通信网络异常数据,研究新的船舶通信网络异常数据自动检测和剔除方法。利用基于改进支持向量机的网络异常数据自动检测方法,由改进粒子群优化算法,寻优设置支持向量机的惩罚项、核函数的预定义参数,训练性能合格的支持向量机后,以船舶通信网络数据分类的方式,自动检测船舶通信网络异常数据;将异常数据使用基于自适应级联陷波器的异常数据剔除方法,通过自适应级联陷波器,以异常数据滤波的方式,剔除船舶通信网络异常数据。研究结果显示,使用所提方法,船舶通信网络异常数据自动检测结果符合实际数目,可有效去除船舶通信网络异常数据。