VOCs监测技术及BP神经网络预测模型在船舶涂装车间的应用

VOCs污染问题是我国环境保护遇到的最大问题之一。控制和减少VOCs的排放,既是日趋严格的环保标准的要求,也是建设船舶行业绿色生产体系的内在需求。不同环境下的VOCs监测,其内涵、监测项目、监测方法等存在差异又极易混淆。梳理了VOCs监测和浓度分布的有关概念,结合某船厂涂装车间的具体工况,给出了船舶涂装车间排放VOCs的监测方案以及VOCs监测场景下的PID检测器技术应用和在线监测系统的构成,采用神经网络方法构建了监测点VOCs数据与涂装车间空间中任一点VOCs数据之间的关系模型,为实现互联互通绿色制造车间提供了数据支撑。

基于RTSP协议网络监控的船闸远程自动控制方法

当前的船闸远程自动控制方法处理负载信号的方式较为单一,而负载信号的处理较为复杂且存在信息量不足的问题,因此需要更长时间来完成负载信息的处理和解析,进而导致无法即时有效地远程控制和调整船闸。为此,提出基于RTSP协议网络监控的船闸远程自动控制方法。首先,通过声波传感器对船闸负载信号进行采集,并对采集到的船闸负载信号进行变换处理,从而提高远程控制的准确率。然后,通过小波包分解法对船闸控制特征向量进行提取。最后,利用RTSP协议网络监控实现远程自动控制船闸。与现有方法比较的结果表明,所提方法在控制船闸时的响应速度最快,仅为0.2s,说明所提方法在实际应用中具有较高的应用价值,为水利工程领域的智能化、自动化发展提供了有力支持。

基于Z-Stack协议栈的船舶机舱环境监测系统设计

为提高船舶机舱的安全性,针对传统有线监测方式存在布线困难、成本高和扩展性差的缺点,设计了一套基于Z-Stack协议栈的监测系统。该系统综合了Zigbee无线网络自行愈合、组网灵活和超低功耗的优点,以CC2530射频模块为基础组成网络节点,由传感器节点把测得的温湿度值、CO_(2)浓度和空气流速等参数经路由器或直接传递到协调器,最终传至上位机监控界面来实时显示、记录数值。试验结果表明,该系统具有功耗低、稳定性高、可开发性强等特点,满足机舱里监测实时性和数据精度的要求,同时对提高船舶自动化水平具有一定的参考和借鉴意义。

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。

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。

基于无线传感器网络的船舶识别方法

本文总结了基于无线传感器网络的船舶识别方法,并进行可行性分析,提出基于Zig Bee的无线传感网络身份自动识别技术。理论分析表明,基于WSN的船舶识别技术具有良好的兼容性、抗干扰性和安全性,对船舶产业的发展具有很好的促进作用。

网络数据融合技术在MITS中的应用研究

探讨了基于传感器网络的数据融合技术在海事智能交通系统(MITS)中的应用问题,为该领域的进一步研究提供一些有价值的思路和见解。基于目前研究遇到的困境,提出将MITS抽象成一个无线传感器网络(WSN),从而可在WSN环境下引入数据融合技术来研究海事智能交通系统中的各种信息处理问题,如船舶的定位与导航以及避碰等;紧接着,总结了现有定位、导航、避碰和船舶安全管理技术研究的现状并分析了存在的主要问题;针对基于GPS的MITS存在的种种弊端,结合各国卫星定位导航系统的建设现状,提出利用MITS内其它元素的信息和多源信息融合技术来实现船舶的相对定位和导航这一新思路;最后,从网络数据融合技术角度出发,具体指出了MITS网络融合系统构建时所必须考虑的一些基本问题,并给出该融合系统的一般性框架。

无线角度传感网式移动数字分罗经及方位测量系统

罗经系统是船舶指示航向及测量目标方位的重要设备,是船舶操纵控制的核心系统。船舶关键仪器输出数字化是船舶自动化控制发展的基础。无线角度传感网式船用移动数字分罗经及方位测量系统,实现了分罗经显示及目标舷角、方位的数字化测量,克服了传统分罗经的缺点,提高了数据测量可共享性及终端的便携性、可移动性。系统在实验环境中进行仿真测试,系统响应能力、表达实时性及测量精度均达到实船应用要求,能有效地应用于现代船舶驾驶台仪器仪表系统。

船舶自动化系统若干关键问题研究

针对船舶自动化系统中的船舶动力故障诊断、船舶机舱无线传感器网络和标准模块自动配置3个关键问题进行了研究,在总结了3大关键技术发展现状的基础上,提出了解决船舶自动化系统若干关键问题需要突破的技术难点,为后续研究明确了方向。

基于嵌入式技术的水声传感网和VHF通信网络的互联网关设计

针对水上船舶用户对水下网络监测存在长延时和高费用问题,结合水声传感网特点和水上船舶常用VHF通信设备,采用嵌入式技术,提出一种面向水上船舶用户的水声传感网和水上VHF通信网的无线网关设计方案,对网关的软硬件系统进行设计。仿真结果表明,嵌入式网关实现了水声传感网和VHF通信网的互联互通,具有较高的理论与实际应用价值。

基于无线传感器网络节点的船舶三维定位方法研究

船舶定位对航行安全、避碰、远程监控以及港口船舶管理等方面都有重要意义。针对目前船舶三维定位存在精度低、抗干扰能力弱等的问题,本文提出了基于无线传感器网络节点的船舶定位方法。研究无线传感器网络原理和构成,并在此基础上,设计了节点自定位算法和船舶三维定位算法。最后,通过实验验证三维定位算法的精度。

舰上无线传感器网络设计与应用方法研究

无线传感器网络(WSN)被广泛应用在多个领域,然而其在船舶上的应用研究却相对较少。相比于传统的应用场景,一方面船舶中封闭结构较多,会导致无线信号的衰减;另一方面海上气候条件多变,也会对无线通信产生较大干扰。本文通过研究无线传感器网络在船舶上的具体环境,提出一种舰上无线传感器网络的设计方案,通过采用Zig Bee技术,构建舰上无线传感器节点的P2P通信模式,提高舰上无线传感器网络的有效性和可靠性,并通过实验数据证明本文提出的方法具有较好的可用性。

基于无线传感器网络的船载机房环境监测系统设计

基于无线传感网络技术,设计构建了一套船载机房环境实时监测系统。重点从功能、组成、无线传感器网络构成、设备选型以及数据分发应用等方面对系统进行了设计和阐述,构建了"无线传感器网络+IP网络+数据处理与应用服务器+用户终端"的系统应用模式,并在最后对系统性能进行了测试。测试结果表明,系统设计合理,运行可靠稳定,数据获取及时,可实时监测机房的温度、湿度和浸水状态等环境参数,也可及时获取相关报警信息,能够确保机房设备处于安全的工作环境。

无线传感器网络电子航标节点定位算法研究

介绍了无线传感器网络电子航标节点测距定位的定位原理和算法。针对该定位算法的非线性方程组求解问题,依据UKF算法,用一个最小的样本点集来近似系统状态的分布函数。实现了当系统按实际的非线性模型演化时,对非线性函数的后验均值与方差的很好拟合。仿真结果表明,用UKF算法的节点定位估计精度在5%以内。可见,它在解决非线性机动目标跟踪问题时有比较好的跟踪性能和滤波结果。

船舶AIS中的MSI系统设计与实现

MSI安全系统在现代航海领域得到越来越广泛的应用,通过无线传感网络或4G移动通信网络采集船舶自动识别系统、海上气象部门等各类数据,对信息实时分析并发送各类告警信息,数据处理的时效性、准确性及完整性是衡量安全系统性能的关键。本文重点分析基于AIS的海上安全系统集成架构,研究其数据处理流程,最后进行了仿真。

基于RBF神经网络逼近算法的船舶支架减振器挤压测试系统

为了获得船舶支架减振器挤压形变量与环境温度关系,提出基于RBF神经网络逼近算法的船舶支架减振器挤压测试系统。该系统通过光栅位移传感器、温度传感器对位移数据和温度数据的采集,实现了数据存储和显示。并采用RBF神经网络逼近算法减小数据误差。最后通过MATLAB仿真和某舰船支架减振器实际测量,证明了该测试系统具有较高精度和准确性。

基于无线传感网络的无人船舶远程遥控系统设计

传统遥控系统不能根据船舶航线的变化情况,进行及时、有效的航行控制指挥。为解决此问题,设计基于无线传感网络的新型无人船舶远程遥控系统。通过无线传感网络框架设计、船舶电源电路设计2个步骤,完成新型远程控制系统的硬件模块设计。通过Delphi 7.0开发环境完善、无人船舶目标确定流程设计、驱动代码设计3个步骤,完成新型远程控制系统的软件模块设计。对比传统系统、新型系统的运行数据可知,应用基于无线传感网络的无人船舶远程遥控系统后,航行控制指挥的及时性、有效性均得到30%以上的提升。

基于无人船的物联网水文测报系统方案研究

为监测目标水域的水文数据,对采用无人船技术的智能化水文测报系统方案进行了研究,提出了一种基于无人船的水文监测终端设计,借助4G无线网络与岸端水文数据监测中心共同构建一个智能化的水文自动测报系统。完成了水位数据的测报模拟实验,并对水文监测中心收集到的测报数据进行了初步分析,结果表明本研究方案能较好地解决水文数据测报问题,具有可行性与应用推广价值。

船舶传感器网络中节点定位算法设计

节点定位对于船舶传感器网络具有十分重要的意义,没有节点位置的信息是无用的,经典的船舶传感器网络节点定位算法—DV-hop算法存在定位误差大、速度慢等问题。为了提高船舶传感器网络节点定位结果,设计了改进DV-hop算法的船舶传感器网络节点定位算法。首先对当前船舶传感器网络节点定位算法的研究现状进行分析,找到引起DV-hop算法定位误差大、速度慢的原因,然后采用传感器网络发射信号强度得到节点之间的距离,在此基础上采用DV-hop算法进行船舶传感器网络节点定位,最后进行船舶传感器网络节点定位实验,实验结果表明,本文算法克服了当前船舶传感器网络节点定位误差大的缺陷,其船舶传感器网络节点定位精度不仅明显高于DV-hop算法,而且船舶传感器网络节点所耗费的时间更少,获得了整体效果更佳的船舶传感器网络节点结果。

基于网络感知信息的船舶航迹规划智能避障方法

为实现智能避障,确保船舶航行安全,设计基于网络感知信息的船舶航迹规划智能避障方法。高效感知船舶本身及附近环境信息,精准获取船舶本身及附近船舶位置信息。依据位置信息构建船舶航迹规划中碰撞危险度模型,判断本船是否存在碰撞危险。若存在碰撞危险,则采用模糊神经网络智能控制船舶航行方向完成智能避障。试验结果表明:该方法可精准感附近信息,在简单与复杂航迹环境下均能够实现智能避障;本船与附近船舶距离高于安全距离,船航向角变化曲线平稳、无抖动情况,确保船舶航行安全。