无线网络舰船信息采集系统设计

为了减少舰船信息采集的时间,设计一个无线网络的舰船信息采集系统。通过无线网络的舰船信息采集系统、模拟信号/数字信号转换模块、电源模块、微处理器与无线传感网络节点设计5个方面完成无线网络的舰船信息采集系统的硬件设计;在系统软件部分,对数据采集程序与数据交互进行了设计。实验结果表明,本文设计的无线网络舰船信息采集系统有效减少了信息采集时间,并减少了丢包率。     

海上舰船加密通信系统设计

对舰船机密信息进行加密能够有效保证船舶信息安全,但在实际加密过程中,传统舰船加密通信系统不但运行效率低,加密后的数据完整性也不能得到保证。针对上述问题,设计一个新型的海上舰船加密通信系统。首先确定系统设计目标,然后根据该目标完成系统总体框架的构建,最后在此基础上,完成系统软硬件设计。结果表明:与传统舰船加密通信系统相比,利用新型海上舰船加密通信系统对132 GB信息进行加密并传输,平均仅花费4.41 s,系统运行效率得到提高。此外,系统完整性也得到提高,提高了20%,极大地保护了信息的安全性。     

舰船通信网络的数据备份系统设计

针对传统数据备份方法效果不佳、耗时过多的问题,提出舰船通信网络的数据备份系统设计方法,分析研究数据备份的技术,设计了舰船通信网络的数据备份系统。深入研究了网络备份的概念、网络存储技术及备份策略,有针对性对数据备份系统硬件结构配置进行改善。为保障硬件设备运行效果,进一步对数据备份系统软件处理方法及去噪步骤进行优化,实现对舰船通信网络数据的有效备份。最后通过实验证实,本文研究的舰船通信网络的数据备份系统可以更加快速完整进行网络数据备份,保证船舶通信数据存储安全。     

舰船通信网络入侵风险等级分类系统设计

针对原有入侵风险等级分类系统对入侵信息等级划分具有误差性的问题,设计舰船通信网络入侵风险等级分类系统。此次系统设计的硬件部分沿用原有系统的硬件部分,仅增加网络信号处理设备,提升通信网络对入侵信息的处理能力。采用上述硬件结合网络数据分类结果与K均值算法,获取网络中的异常信号信息。应用风险严重等级的置信度函数计算信息的风险等级,按照风险等级分类结果完成对信息的分类工作。至此,舰船通信网络入侵风险等级分类系统设计完成。构建系统性能测试环节,与原有系统相比,此系统的信息风险等级结果与样本设定一致。综上所述,此系统的风险等级分类效果较好,与原有系统相比更具优越性。     

PLC技术舰船数据实时通信系统设计

传统舰船数据实时通信系统在完成船舶数据实时通信过程中,需要多组数据交互设备协同完成。受到不同设备协议损耗的影响,实时通信质量很不稳定。结合PLC技术特点,提出PLC技术的舰船数据实时通信系统设计。通过PLC技术整合创建数据实时通信硬件的集成模组,根据设计硬件对通信协议接口进行设计;对接口数据进行定位策略的定义计算,从而完成整套系统设计。通过仿真实验对设计系统的数据实时通信效果进行对比验证,证明设计系统较传统通信系统,具有数据实时通信稳定性好,通信质量高的特点。     

无线网络的舰船识别方法

舰船识别依赖特征参数与待分类数据的联系,现有识别方法未挖掘信号隐性特征,影响可识别范围,基于无线网络提出一种舰船识别方法。对舰船信号进行预处理,计算短时能量和过零率,判断信号起始点。利用卷积神经网络挖掘样本信号的显性和隐性特征参数,并构建舰船识别模型对特征参数进行训练,得到最优分类面即为识别结果。实验结果表明,本文提出的识别方法能实现一对一的舰船识别,并且可识别范围大于基于SAR图像和基于稀疏信号分解算法的识别方法,基本上可覆盖全部的目标识别区域,有助于实际海洋环境的舰船监测。     

基于软交换技术的舰船语音通信系统设计分析

为解决传统舰船语音通信系统的缺点,更好地融合舰船的多个网络,引入下一代网络技术——软交换技术,设计构建舰船语音通信系统,分析研究舰船语音通信系统体系结构、接入设备方案等关键技术,探讨将传统话音业务与传统数据业务合二为一,实现低成本的IP话音和IP数据服务的方案。     

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。     

物联网环境下舰船通信网络异常数据检测系统设计

在物联网通信环境下,传统的船舶通信网络异常数据检测系统,受到IPv4接口协议的限制,导致采用IPv6高速物联交互协议的流量节点异常机制管控性降低,全局物联网络交互单元出现异常数据节点检测识别漏洞,给网络通信安全带来威胁。因此,提出物联网环境下舰船通信网络异常数据检测系统设计。通过架设基于IPv6协议的交互数据节点支持硬件,实现对底层数据流的硬核支持;在数据交互的链路层添加异常数据甄别检测单元,配合异常节点流量识别算法,实现在链路层上对物联网异常数据的识别拦截,从而完成系统的设计。为保证设计系统的有效性,通过仿真实验对设计系统的检测识别准确性进行对比,通过数据证明提出设计系统优于传统检测系统。     

受冲击舰船通信网络交汇信号节点滤波系统设计

传统的通信网络交汇信号节点滤波系统存在实时性较差的缺陷,为此提出受冲击舰船通信网络交汇信号节点滤波系统设计。通信网络交汇信号节点滤波系统硬件设计包括芯片选择、FPGA器件选择与滤波电路设计,软件设计包括FPGA程序设计、通信网络设计与信号节点滤波设计,通过硬件与软件的设计实现了通信网络交汇信号节点滤波系统的运行。通过实验得到,设计的通信网络交汇信号节点滤波系统信号处理时间比传统系统快了30 s,说明设计的通信网络交汇信号节点滤波系统具备极高的实时性与有效性。     

基于Docker技术的舰船编队通信指挥决策系统设计

由于舰船编队通信中存在信号紊乱造成传统舰船编队通信指挥决策系统工作效率较低、方案选择误差系数较高,为此设计基于Docker技术的舰船编队通信指挥决策系统。选定舰船编队通信指挥决策系统设计原理,在原理基础上设计舰船编队通信指挥决策系统框架,利用框架特征设计通信指挥决策系统数据库,实现通信指挥决策功能,完成通信指挥决策系统设计。模拟实验可以看出,基于Docker技术的舰船编队通信指挥决策系统与传统方法相比,决策工作效率提升了16%,方案选择误差系数减少15%。     

无线网络下的舰船航向控制系统

通过对传统舰船航向控制系统数据分析发现,控制数据信号回波补偿存在数据融合异常问题,受到非线性回波影响,现有系统硬件与算法无法处理非线性回波补偿误差问题,造成舰船航向控制稳定性降低。针对非线性特征与无线网络特征,提出无线网络下的舰船航向控制系统设计。首先利用数据融合技术,创建多数据独算处理平台;然后对硬件平台进行软件功能的算法适配,第一步对回波补偿信号进行参量特征的运动系数分析;然后根据分析结果,对误差数据点对应参量的阈值进行闭环增益优化计算,从而实现消除回波补偿误差的效果;最后在特定的仿真场景下,通过数据仿真调试,对设计系统控制数据进行对比分析,得出回波补偿误差消除报告。     

基于无线网络的舰船智慧导航系统

以实现安全精确舰船导航为目的,设计无线网络的舰船智慧导航系统。卫星和GPS接收器获取舰船位置等信息,并使用纸质海图导入功能获取电子海图,将电子海图和舰船位置信息发送到电子海图管理模块、查询统计模块和航行管理模块内,利用舰船导航模块实现舰船导航,使用电子海图管理模块和查询统计模块实现舰船运动轨迹显示、海图导出以及舰船当前位置显示等功能,采用坐标转换和墨卡托投影转换算法实现舰船导航。实验结果表明,该系统具备较好的信息接收功能,且其无线网络传输能力较好,在导航舰船时直角空间坐标转换差值较小,导航功能强。     

无线网络的舰船交通数据挖掘技术

现有数据挖掘技术在确定关联规则时,忽略了时空数据因果关联关系,影响轨迹聚类效果,提出一种无线网络的舰船交通数据挖掘技术。从节点覆盖和容量估算两方面,部署舰船无线网络节点,确保无线网络规划的有效性。对无线网络采集的交通状态数据,计算传递信息熵,建立时空数据因果关联关系,以此为关联规则,设计数据挖掘算法确定轨迹聚类。实验结果表明,本文提出的数据挖掘技术,在轮廓系数和CH指数2个指标上的聚类效果优于对比方法,具有良好的应用前景。     

舰船多信道无线网络抗干扰算法设计

为提升舰船设备通信质量及稳定性,设计舰船多信道无线网络抗干扰算法。建立舰船多信道模型,获取舰船多信道网络信号,提取舰船多信道网络干扰信号特征、计算干扰信号特征数据邻域距离、可达距离和异常因子,从信号中挖掘干扰信号;改进小波阈值算法对舰船多信道无线网络干扰信号进行抑制,实现舰船多信道无线网络的抗干扰。实验结果表明：该算法应用后,舰船的多信道无线网络的频率变化稳定,抗干扰效果较好,可保证接收端完整接收发射端的信号。     

嵌入式技术的舰船无线网络智能控制系统

常规系统搭建无线控制网络时,节点发射功率未达到最佳,导致数据传输的网络吞吐量较低。针对这一问题,设计嵌入式技术的舰船无线网络智能控制系统。硬件方面,嵌入传感器至微控制器,通过外围IO控制、无线通信等,组成系统框架;软件方面,抽象处理网络节点使用信道,通过节点相互博弈,确定最佳发射功率,输出惯性力矩和电机驱动的射出功率,智能控制舰船航速航向。仿真无线网络拓扑结构,设置对比实验,结果表明,在互访业务和Internet业务2种模式下,设计系统的网络吞吐量,明显高于常规系统,拥有更好的网络传输性能。