舰船低压配电设备远程控制系统

舰船电气化、自动化水平的提升,对电力系统提出了更高的要求,需要通过远程控制实现低压配电设备的协调、节能运行,因此提出舰船低压配电设备远程控制系统设计。为了降低低压配电设备的综合能耗,设计舰船低压配电设备远程控制系统,硬件包含微处理器选型单元、控制器选型单元与通信接口硬件单元;软件包括远程控制框架搭建模块、控制器程序设计模块与配电设备协调运行控制模块。通过硬件单元及其软件模块的设计,实现了舰船低压配电设备运程控制系统的运行。实验数据显示,设计系统应用后,线路损耗降低了21.19%,设备利用率提升了66%,充分证明了设计系统具有可行性。     

基于虚拟现实的舰船工作状态智能监测系统

舰船工作状态监测是提升海上战力的关键,但是舰船设备种类、结构的复杂化,导致工作状态监测通信时间延迟较长,无法满足现今舰船稳定航行的需求,应用虚拟现实技术设计新的舰船工作状态智能监测系统。设计系统硬件包括数据处理板单元、管理板单元与通信链路单元,软件包括虚拟现实场景搭建模块、交互界面模块及其状态监测与报警模块。通过上述硬件单元与软件模块的设计,实现了舰船工作状态智能监测系统的运行。实验数据显示:应用虚拟现实技术后,用户能够实时与平台进行交互,缩短了通信时间延迟,充分表明了设计系统具有更好的应用性能。     

舰船航行状态信息集中监测系统的研究与设计方法

舰船航行状态信息复杂度逐渐提升,为舰船航行状态信息监测带来了极大难度,现有系统已经无法满足舰船稳定航行的需求,故提出舰船航行状态信息集中监测系统的研究与设计方法。设计舰船航行状态信息集中监测系统硬件单元包括ADMA型惯导单元、FPGA选型单元与CAN通信单元,软件模块为CAN通信模块、惯导数据解算模块与航行状态信息存储模块。通过上述硬件单元与软件模块的设计,实现了舰船航行状态信息集中监测系统的运行。实验结果显示:与现有系统相比较,设计系统响应时间更短,角度平均误差较小,充分证实了设计系统信息监测效果更好。     

舰船电气控制故障定位系统设计

电气控制系统直接影响着舰船的稳定航行与作战能力,若无法快速地确定电气控制故障位置,不仅会影响舰船的稳定航行,还会对船员生命安全产生威胁,为此提出舰船电气控制故障定位系统设计研究。设计系统硬件为数据采集卡选型单元、PC机设计单元与故障定位终端设计单元;软件为数据采集卡通讯软件模块、PC机软件模块与故障定位终端软件模块。通过上述硬件单元与软件模块的设计,实现了舰船电气控制故障定位系统的运行。实验数据显示:应用设计系统后,舰船电气控制故障定位时间与定位偏差均符合现今舰船的安全需求,充分证实了设计系统的有效性。     

大型水面船舶生活舱空间导识系统

大型水面船舶生活空间有限,为了更好地利用空间,其布局往往缺乏科学性,导致不熟悉布局的人往往会迷路。为此,设计一种船舶生活舱空间导识系统。该系统以船舶生活舱空间布局为基础,通过定位用户位置,再结合多目标求解方法,确定用户位置到目的地之间的导识路线,并给用户提供引导。本系统将框架分为数据层、业务逻辑层、交互层;硬件包括采集设备、中央处理器、导引指示设备;软件主要针对运行主程序以及导航路线生成子程序进行分析。系统测试的结果表明:系统功能和性能均得到验证,系统具有广泛的应用前景。     

多航道舰船货物运输路线最优选取系统设计

传统舰船货物运输线路选取系统存在航道分配混乱、运行操作占用时间过长等弊端。为解决上述问题,设计一种新型的多航道舰船货物运输路线最优选取系统。通过基础选取架构设计、最优操作模块设计2个步骤,完成新型舰船路线最优选取系统的硬件运行环境搭建。通过选取协议连接、存储数据库设计、基本选取流程完善3个步骤,完成新型舰船路线最优选取系统的软件运行环境搭建,结合软、硬件环节,实现多航道舰船货物运输路线最优选取系统的顺利应用。对比实验结果表明,与传统系统相比,应用新型运输路线最优选取系统后,航道分配混乱情况得到明显缓解,系统运行操作占用时间的最大值始终不会超过30 s。     

曲线进化的多波段舰船图像目标精准识别系统

传统的多波段舰船图像目标精准识别系统存在着识别性能差的缺陷,为此提出基于曲线进化的多波段舰船图像目标精准识别系统设计研究。多波段舰船图像目标精准识别系统硬件设计主要包括传感器、采集卡、微处理器、适配器与通信单元,软件设计主要包括多波段舰船图像预处理模块、多波段舰船图像目标检测模块与多波段舰船图像目标识别模块,通过硬件与软件的设计实现了多波段舰船图像目标精准识别系统的运行。通过实验得到,设计的多波段舰船图像目标精准识别系统识别率比传统系统高出20.6%,说明设计的多波段舰船图像目标精准识别系统具备更高的识别性能。     

基于遥感探测技术的舰船搜救系统设计

传统舰船搜救系统对事故舰船定位的精准度较低,无法满足现今社会的需求,为此提出基于遥感探测技术的舰船搜救系统设计。舰船搜救系统硬件设计包括主控芯片的选择、供电及电源管理单元、定位单元、信号采集单元和显示单元的电路设计,软件设计包括主程序编写、定位算法设计、无线接收与显示程序编写。通过硬件与软件系统的设计,实现舰船搜救系统的运行。实验结果表明,设计系统的事故舰船定位精准度平均值比传统系统高出32%。说明设计的舰船搜救系统具备极高的有效性。     

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。     

改进分布式网络测控技术的舰船电站监控系统

现有的舰船电站监控系统,存在着自动化程度低的缺陷。为了解决上述问题,引入改进分布式网络测控技术设计舰船电站监控系统。舰船电站监控系统硬件设计包括电能计量芯片选择、电参数采集电路设计与通信接口设计;系统软件设计包括数据采集模块、数据存储模块与舰船电站测控模块。通过系统硬件与软件的设计,实现了基于改进分布式网络测控技术的舰船电站监控系统的运行。实验结果显示,与现有舰船电站监控系统相比较,设计的舰船电站监控系统极大地提升了自动化程度,充分说明设计的基于改进分布式网络测控技术的舰船电站控制系统具备更好的性能。     

基于大数据的舰船远程实时监控系统

由于在利用原有系统进行舰船远程实时监控时,在数据变化周期为0.5～2.4 s的范围内,存在图像传输速率较低的问题,因此提出一种基于大数据的舰船远程实时监控系统。系统的硬件构成为冗余模块、控制模块、自适应网卡模块。其中冗余模块由冗余电源、冗余机架、主机架、CNBR总线构成,控制模块选用的微控制芯片型号为STM23F704ZGT5,自适应网卡模块由网络变压器的JR54头与PHY芯片构成。系统的软件构成为监控模块、数据库模块。监控模块由数据打印和管理单元、报警显示单元、数据多形态显示单元等单元构成,数据库模块的开发语言为VC++,其操作与访问技术为ADO技术。通过硬件与软件相结合实现舰船的远程实时监控。为证明该系统的图像传输速率性能,将其与原有系统进行对比实验。实验结果证明该系统的图像传输速率最高,实现了数据传输性能的提升。     

考虑功能需求的船舶导航显控台交互系统设计

国内船舶导航显控台功能虽然已经到达了较高的水平,但交互功能方面无法满足目前船舶导航需求,故提出考虑功能需求的船舶导航显控台交互系统设计研究。将功能需求考虑在船舶导航显控台交互系统设计中,硬件单元包含主板单元与显示屏单元,软件模块包含交互功能需求分析模块、交互平台设计原则模块与人机交互界面设计模块。通过上述硬件单元与软件模块的设计,实现了船舶导航显控台交互系统的运行。实验数据表明:该系统交互指令响应时间较短,交互功能更强。     

基于视觉传达技术的舰船三维导航系统

为增大舰船导航节点间SKT响应系数的表现实值,解决导航耦合反应能力较弱的问题,设计基于视觉传达技术的舰船三维导航系统。按照三维模型架构中的信息传输需求,连接导航移动端与GIS组件,完成导航系统的硬件运行环境搭建。在此基础上,提取三维数据库中的舰船航行数据,完善导航系统的实际应用流程,实现系统的软件运行环境搭建,结合相关硬件执行设备,完成视觉传达技术舰船三维导航系统的顺利应用。对比实验结果表明,与传统IBS系统相比,应用新型三维导航系统后,SKT响应系数最大值达到7.86,大幅提升舰船导航节点间的耦合反应能力。     

基于虚拟现实的虚拟航海场景优化系统

船舶操作复杂程度的增加,对虚拟航海场景提出了更高的要求,常规虚拟航海场景设计系统存在着加载时间过长,显示效果较差的缺陷,无法满足现今船员训练的需求,提出基于虚拟现实的虚拟航海场景优化系统设计研究。设计系统硬件包括视景机优化单元、虚拟控制设备选取单元与虚拟现实装置电路结构优化单元;软件包括图像加速绘制模块、航海场景加载速度优化模块与航海场景显示效果优化模块。通过上述硬件单元与软件模块的设计,实现了虚拟航海场景优化系统的运行。实验数据显示:应用设计系统后,缩短了场景加载时间,减小了场景文件大小,表明设计系统应用性能较好。     

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。     

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。     

基于嵌入式舰船通信模块的DSP设计

舰船通信模块是实现舰船内部及舰船与指挥中心进行卫星通信的重要单元,针对当前舰船通信模块设计抗干扰能力差、通信质量差的问题,提出基于嵌入式舰船通信模块的DSP设计方案。构建通信模块的总体结构模型,通信模块的硬件单元包括DSP处理器和PCI总线模块,采用嵌入式16位定点DSP内核进行逻辑控制设备设计,以ADSP-BF537为核心器件进行舰船通信模块的主控模块设计,在IEE802.3兼容10/100 M以太网MAC下实现通信协议和通信接口设计。测试结果表明,采用该方法案进行舰船通信模块设计,提高了舰船通信系统稳定性和抗干扰性。     

基于射频识别技术的舰船分布式实时通信系统设计

针对传统通信系统在通信数据量较大时误码率过高的问题,设计射频识别技术的舰船分布式实时通信系统。以射频发射器芯片和PFGA芯片为核心,设计通信系统硬件部分的通信信号收发模块和控制模块。在设计的硬件部分基础上,设计通信系统的软件部分。在分布式结构的基础上,设计通信系统的分布式架构。使用升余弦滤波器对通信信号滤波处理,按照通信协议,实现实时通信,完成对射频识别技术的舰船分布式实时通信系统的设计。通过与基于GSM的无线通信系统和基于TS-LTE技术的无线通信系统的对比实验,证明了射频技术的通信系统误码率更低,性能更优。     

物联网舰船自动识别通信平台设计

针对传统的舰船自动识别通信平台存在的数据传输效率低的缺点,设计物联网的舰船自动识别通信平台。首先,设计物联网的舰船自动识别通信平台的总体架构,根据总体架构,在计算机等硬件设施的基础上,分别对通信信息接收模块、信道分配模块、信号处理模块、舰船信息数据库模块开展设计,至此完成物联网的舰船自动识别通信平台的设计。与传统的舰船自动识别通信平台作比较实验,结果表明提出的物联网的舰船自动识别通信平台具有更高的数据传输效率。     

层次化水下通信网络移动节点双向认证系统

现有的层次化舰船网络移动节点双向认证系统存在着认证效率低的弊端,为此提出层次化舰船网络移动节点双向认证系统设计研究。层次化舰船网络移动节点双向认证系统沿用现有系统的硬件设备,主要对软件进行设计。层次化舰船网络移动节点双向认证系统软件设计主要包括注册模块、登录模块与认证模块,通过软件设计的应用实现了层次化舰船网络移动节点双向认证系统的运行。采用移动节点单向认证系统、移动节点有限元认证系统与设计的移动节点双向认证系统进行对比实验分析,相较于其他2种认证系统来说,设计的层次化舰船网络移动节点双向认证系统运算量与运算时间较少,充分说明设计的层次化舰船网络移动节点双向认证系统具备更高的认证效率。