基于物联网的船舶联合系统论文和设计

全文摘要

本实用新型公开了一种基于物联网的船舶联合系统，包括：物联网框架，物联网框架包括：通信控制器，通信控制器用于定义船舶通信数据的传输行为，并为该数据选择最短传输路径；通信控制器通过联合通信接口连接有系统工控机，系统工控机用于接收所有待传输的船舶通信数据，并对这些数据进行规范化处理；系统工控机包括：用于对接入系统的通信数据节点进行控制的信息接收模块；用于对处于不同频段的船舶数据进行详细划分信道分配模块；用于检索该数据包中有效信息，去除冗余信息的显示模块，通过改变船舶联合通信系统的物力框架和连接接口，达到降低传输信道分配不合理、冗余通信信息占比过重事件的发生概率，节省系统运行时间，提高通信效率的目的。

主设计要求

1.一种基于物联网的船舶联合系统，其特征在于，所述系统包括：物联网框架，所述物联网框架包括：通信控制器，所述通信控制器用于定义船舶通信数据的传输行为，并为该数据选择最短传输路径；所述通信控制器通过联合通信接口连接有系统工控机，所述系统工控机用于接收所有待传输的船舶通信数据，并对这些数据进行规范化处理；所述系统工控机包括：信息接收模块、信道分配模块和显示模块；所述信息接收模块，用于以网络管理者的身份对接入系统的通信数据节点进行控制；所述信道分配模块，用于对处于不同频段的船舶数据，进行详细划分；所述显示模块，用于检索该数据包中的有效信息，去除冗余信息。

设计方案

1.一种基于物联网的船舶联合系统，其特征在于，所述系统包括：物联网框架，所述物联网框架包括：通信控制器，所述通信控制器用于定义船舶通信数据的传输行为，并为该数据选择最短传输路径；所述通信控制器通过联合通信接口连接有系统工控机，所述系统工控机用于接收所有待传输的船舶通信数据，并对这些数据进行规范化处理；所述系统工控机包括：信息接收模块、信道分配模块和显示模块；

所述信息接收模块，用于以网络管理者的身份对接入系统的通信数据节点进行控制；

所述信道分配模块，用于对处于不同频段的船舶数据，进行详细划分；

所述显示模块，用于检索该数据包中的有效信息，去除冗余信息。

2.根据权利要求1所述的基于物联网的船舶联合系统，其特征在于，所述联合通信接口为RS485型号的船舶联合通信接口。

3.根据权利要求1所述的基于物联网的船舶联合系统，其特征在于，所述信息接收模块通过网络与终端节点连接。

4.根据权利要求1所述的基于物联网的船舶联合系统，其特征在于，所述信道分配模块设置有20个供选择的船舶数据频段，相连的两频段间采用栈内连接。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及网络通信技术领域，具体涉及一种基于物联网的船舶联合系统。

背景技术

普通船舶通信系统的硬件模块，由CC2420射频模块、JTAG电路、RS485电路模块组成。这种系统搭建形式，解决ZigBee技术在通信性能指标获取方面的弊端，为实现船舶间的联合通信提供可能。普通船舶通信系统的软件模块，可对实现串口通信的代码，进行单独编写及调试，确保每一段代码都可实现船舶间的联合数据通信。随着科学技术手段的发展，利用C语言编写代码的普通系统，逐渐显露出数据传输信道分配不合理、冗余通信信息占比过重等问题，逐渐降低系统运行效率。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提出了一种基于物联网的船舶联合系统，以达到降低传输信道分配不合理、冗余通信信息占比过重事件的发生概率，节省系统运行时间，提高通信效率的目的。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：一种基于物联网的船舶联合系统，所述系统包括：物联网框架，所述物联网框架包括：通信控制器，所述通信控制器用于定义船舶通信数据的传输行为，并为该数据选择最短传输路径；所述通信控制器通过联合通信接口连接有系统工控机，所述系统工控机用于接收所有待传输的船舶通信数据，并对这些数据进行规范化处理；所述系统工控机包括：信息接收模块、信道分配模块和显示模块；

所述信息接收模块，用于以网络管理者的身份对接入系统的通信数据节点进行控制；

所述信道分配模块，用于对处于不同频段的船舶数据，进行详细划分；

所述显示模块，用于检索该数据包中的有效信息，去除冗余信息。

进一步地，所述联合通信接口为RS485型号的船舶联合通信接口，。

进一步地，所述信息接收模块通过网络与终端节点连接。

进一步地，所述信道分配模块设置有20个供选择的船舶数据频段，相连的两频段间采用栈内连接。

本实用新型具有如下优点：<\/u>

（1）.本实用新型通过改变船舶联合通信系统的物力框架和连接接口，降低传输信道分配不合理、冗余通信信息占比过重事件的发生概率，节省系统运行时间，提高通信效率。

（2）.本实用新型易于部署，具有更高的灵活性、可维护性和可扩展性，降低了系统设计成本，提高了生产效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本实用新型实施例公开的基于物联网的船舶联合系统功能框图；

图2为本实用新型实施例公开的RS485型号船舶联合通信接口电路原理图；

图3为本实用新型实施例公开的信息接收模块工作流程图；

图4为本实用新型实施例公开的信道分配模块设计原理图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

本实用新型提供了一种基于物联网的船舶联合系统，其工作原理是通过改变船舶联合通信系统的物力框架和连接接口，以达到降低传输信道分配不合理、冗余通信信息占比过重事件的发生概率，节省系统运行时间，提高通信效率的目的。

下面结合实施例和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1所示，一种基于物联网的船舶联合系统，所述系统包括：物联网框架，所述物联网框架包括：通信控制器，所述通信控制器用于定义船舶通信数据的传输行为，并为该数据选择最短传输路径；所述通信控制器通过联合通信接口连接有系统工控机，所述系统工控机用于接收所有待传输的船舶通信数据，并对这些数据进行规范化处理；所述系统工控机包括：信息接收模块、信道分配模块和显示模块；

所述信息接收模块，用于以网络管理者的身份对接入系统的通信数据节点进行控制；

所述信道分配模块，用于对处于不同频段的船舶数据，进行详细划分；

所述显示模块，用于检索该数据包中的有效信息，去除冗余信息。

其中，所述联合通信接口为RS485型号的船舶联合通信接口，RS485型号的船舶联合通信接口，可在半双工传输模式下，利用双绞线完成相连2个船舶通信数据的连接。利用差分信号的逻辑连接差，可以完成相邻船舶间的通信数据传输，且这种接口类型与普通系统接口相比，明显降低联合上机位电平，也不再需要利用max232装置作为转换芯片，整体结构相对简单。RS485型号船舶联合通信接口的电路原理图如图2所示。

其中，所述信息接收模块通过网络与终端节点连接，当船舶物联网络的节点发生改变时，由其它船舶传输而来的通信数据无处附着，信息接收模块的终端节点，可以通过串口完成船舶通信数据的短暂储存，再利用改变数据通信信道的方式，开启系统RX功能。基于物联网新型船舶联合通信系统的RX功能，是指网络的send缓冲区在接收通信信息时，可根据明确的reiceive函数模式，对数据进行处理，再将处理结果返回至系统数据库，方便后续调用过程的进行。信息接收模块的详细工作流程，如图3所示。

其中，所述信道分配模块设置有20个供选择的船舶数据频段，相连的两频段间采用栈内连接，信道分配模块保留传统的ZigBee通信协议，并在此基础上，对处于不同频段的船舶数据，进行详细划分。普通船舶通信系统采用主频率为2.4GHz的装置，为信道分配模块提供16个供选择的频段。其中，相连2个频段间的连接方式不固定，这也是普通系统，传输信道分配不合理现象产生的主要原因。为避免该现象的出现，新型系统对ZigBee通信协议内的栈程序进行修改，且修改后的新型信道分配模块，始终具有20个稳定供选择的船舶数据频段，相连两频段间的连接方式，也固定为栈内连接。新型信道分配模块的设计原理，如图4所示。

其中，显示模块主程序，可在射频芯片发出待传输船舶通信数据的同时，检索该数据包中的有效信息，去除冗余信息，提升船舶数据的传输效率。相邻两船舶间进行联合通信时，物联网环境中的SPI接口，会对需要显示的驱动信息进行分析，并根据分析结果，完成系统的初始化处理。

以上所述的仅是本实用新型所公开的一种基于物联网的船舶联合系统的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

设计图