發(fā)布時(shí)間：2019-10-26 21:17

【摘要】：通信技術(shù)的革新使得船舶遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)功能不斷完善,這對(duì)于降低船舶安全事故、保障航行安全具有重要意義。本文對(duì)傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行研究,設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了基于船舶物聯(lián)網(wǎng)的遠(yuǎn)程安全監(jiān)控系統(tǒng),在Zig Bee無線通信協(xié)議基礎(chǔ)上,提出了擁塞控制算法,有效提高了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信效率。
【圖文】：

信質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)。2）控制層MAC。該層主要實(shí)現(xiàn)對(duì)所有無線信道的訪問，并發(fā)射同步信號(hào)，，提供MAC實(shí)體間的通信鏈路。該層的具體服務(wù)有：生成網(wǎng)絡(luò)信標(biāo)；信標(biāo)同步；支持PAN的連接和分離；通常信道采用CSMA-CA方式接入。3）網(wǎng)絡(luò)層NWK。該層是ZigBee協(xié)議的核心，主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)傳輸、路由查詢和ZigBee節(jié)點(diǎn)的斷開或接入。該層的具體服務(wù)有：網(wǎng)絡(luò)生成、網(wǎng)絡(luò)發(fā)現(xiàn)、初始化路由、同步接收、信息維護(hù)、設(shè)備初始化、設(shè)備的接入或斷開。4）應(yīng)用層APL。該層包括支持層APS、ZigBee設(shè)備ZDO等。APS為用戶提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)接口、必要函數(shù)圖1船舶物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程安全監(jiān)控系統(tǒng)Fig.1Remotesafetymonitoringsystemforship’sInternetofthings圖2傳感器節(jié)點(diǎn)Fig.2Sensornodes第39卷龐博，等：船舶物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程安全監(jiān)控中數(shù)據(jù)通信機(jī)制研究·137·

鄒釁魍釻緹哂幸鋢渦鄖�、容错性高和繝F儼渴?等特點(diǎn)[3]�；诖拔锫�(lián)網(wǎng)的遠(yuǎn)程安全監(jiān)控系統(tǒng)的特點(diǎn)如下：1）可以靈活設(shè)置船舶監(jiān)控點(diǎn)，所以，其具有較強(qiáng)的適應(yīng)能力。2）監(jiān)測(cè)點(diǎn)具有易安裝和維護(hù)的特點(diǎn)。當(dāng)系統(tǒng)中的某個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)出現(xiàn)異常時(shí)，系統(tǒng)能夠快速定位異常監(jiān)測(cè)點(diǎn)，并及時(shí)進(jìn)行維修。3）系統(tǒng)支持分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)處理，在監(jiān)控中心和監(jiān)控節(jié)點(diǎn)都保存了監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，所以，系統(tǒng)具有很高的可靠性。4）傳感器網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)具有一定智能性，所以，可以降低參數(shù)改變對(duì)測(cè)量精度造成的影響。傳感器網(wǎng)絡(luò)中的ZigBee節(jié)點(diǎn)如圖2所示，主要包括數(shù)據(jù)采集單元、數(shù)據(jù)處理單元、無線通信單元以及能源供應(yīng)單元，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控對(duì)象的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ躘4]。1）數(shù)據(jù)采集單元。該單元利用傳感器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的采集，采集的數(shù)據(jù)經(jīng)過轉(zhuǎn)換電路變成電流、電壓等模擬信號(hào)，再經(jīng)過調(diào)理電路中的AD轉(zhuǎn)換器將模擬信號(hào)變成數(shù)字信號(hào)。2）數(shù)據(jù)處理單元。該單元負(fù)責(zé)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的存儲(chǔ)和處理、任務(wù)調(diào)度和能耗管理等功能。3）無線通信單元。該單元負(fù)責(zé)節(jié)點(diǎn)間的無線通信、數(shù)據(jù)的傳輸和命令的交互。4）能源供應(yīng)單元。該單元負(fù)責(zé)傳感器節(jié)點(diǎn)的能量供應(yīng)。2數(shù)據(jù)通信機(jī)制2.1無線通信ZigBee采用的是IEEE802.15.4協(xié)議，該協(xié)議由物理層PHY、控制層MAC、網(wǎng)絡(luò)層NWK以及應(yīng)用層APL組成，每層都為上層提供管理和數(shù)據(jù)服務(wù)。每層具體描述如下：1）物理層PHY。該層定義了無線信道和MAC間的通信接口。該層為MAC層提供的具體服務(wù)有：激活ZigBee節(jié)點(diǎn)；接入ZigBee節(jié)點(diǎn)信道；對(duì)信道能量進(jìn)行檢測(cè)；提供可選擇的信道頻率；數(shù)據(jù)發(fā)送和接收；對(duì)鏈路通信質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)。2）控制層MAC。該層主要實(shí)現(xiàn)對(duì)所有無線信道的訪問，并發(fā)射同步信號(hào)，提供MAC實(shí)體間的通信鏈?
【作者單位】： 商丘職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系;鄭州工程技術(shù)學(xué)院人事處;
【分類號(hào)】：TN92;TP391.44;U665.26;U698

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本文編號(hào)：2553005