舰船电子技术范文第1篇

关键词：21世纪；舰船；自动化技术；最新发展

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.10.194

1 舰船自动化发展历史

早在20世纪七十年代舰船的自动化技术就开始萌芽了，最初只是为了达到节约人力物力的目的。最初舰船的自动化设备相对而言也比较简单，只是包括轮机自动化、导航自动化、无人值班机舱、惯性导航、自动操控仪、GPS无线电导航、自动装卸吊机、自动绞缆机、航行信号、气笛以及报警设备等。

到了九十年代以后，海洋运输提出了绿色安全的要求，这一要求使得舰船自动化技术不得不进一步提高与创新。为减缓温室效应，国际海事组织还对舰船环保节能、高效航运提出了相应的要求。另外，目前世界上有较多的海盗，安全航运地问题得到了高度重视，因此舰船设备必须要有很好的安全措施，一来可以很好防止舰船事故发生，二来能对舰船故障进行远程监控以及快速高地修复。由此可见，生产一批船岸一体化的安全航行自动化设备尤为重要，这也是当务之急。

2 舰船自动化技术的发展方向

传统的舰船自动化设备完好率不高，因此舰船自动化发展的方向就是安全可靠。当代的舰船自动化技g采用了功能强大的电子控制模块，通过对电脑进行轻微二次编程设置，使得大量的自动化设备可以在同一个模块上运转。当模块上的某一个自动化设备出现了故障，只需更换相应的模块，再将自动化设备的电脑设置传输过去，就可以完成对自动化设备的管理和维修。此舰船自动化设备的完好率高达90%。

3 AutoNet和PCC200的三项创新技术

3.1 AutoNet信息平台

AutoNet是可以提供船岸信息一体化的平台，其具有容量大、数据广、成本低的优点。其具体的运转过程为：在一条由有线或无线充当介质的以太网上链接船岸上的所有服务器以及电脑，然后在每一个节点上都安装有数据库芯片和平台工作软件包。这样做的目的是使每个节点的数据库可以作为全平台的数据，以实现对舰船的监控与管理。将其运用于防止海盗、安全航运领域，起到了极大的作用。

分布数据库信息平台是在此基础上进一步优化改进得到的，此技术采用了芯片DRP2000，并将此芯片作为每个节点的材料，有着使用简单、快捷高效的优点。另外，此技术又可以分为三项，包括高速响应实时监控、控制管理一体化以及信息平台，根据具体的环境选取最合适的技术会取得事半功倍的效果。

AutoNet信息平台有两个独立的以太网，两个以太网之间又相互连通。如果出现报文丢失、报错或者断网线的情况，因AutoNet信息平特的结构，上述情况对可靠性也不会产生影响，平台系统如图1所示。

3.2 PCC200控制器

PCC200控制器是一种全功能的可进行二次编程的控制器，其可以解决舰船自动化设备完好率不高的问题。此PLC技术最终的自动化设备只有一种，这有利于操作人员的管理和维护，加之该程序可以进行二次编程，这就使得船员可以根据实际需要对原程序进行改动，使自动化设备有更强大的功能。另外，改动后的程序也会存储在中心电脑上，船员再次维修时只需要从中心电脑上设置就可以实现。以PLC技术为基础的PCC200全功能通用的控制器有着以下特点：

（1）编程逻辑图有着与、或、非三种逻辑关系，且多个逻辑图之间还可以通过引入中间变量来实现混合逻辑，此功能可以运用在绝大多数的辅机控制中。

（2）对于延时器编程，可以设置不同的状态，包括常关、常开和延时，只需要在表格中写上要进行的状态即可。

（3）要设定模拟量的多少以及模拟量与逻辑编程之间的关系，只需要在逻辑图上写上数据库号即可。

（4）如果输入端子需要用可编程放大器接传感器时，要采用万能采集编程。

4 将AutoNet及PCC200运用于舰船与海洋工程的实例

某大型舰采用船岸一体化系统，在2000年以后新造的20艘军舰都运用了AutoNet及PCC200技术。全国绝大多数救捞局的船只，其监控系统都运用了AutoNet及PCC200技术，其中一些民船运用PCC200技术对电力系统进行监控。同样，某大型舰辅助系统也采用了AutoNet及PCC200技术，并且加入了不同的指令对上百个设备进行同时控制，极大的实现了自动化，且稳定性好。

上海救捞局“自航八锚精密定位工程船”全船采用AutoNet 及PCC 整船配套技术，包括机舱及甲板机械。

5 结语

通过以上成功的案例，说明AutoNet及PCC200技术在舰船及海洋工程中得到了广泛的应用。可见，AutoNet及PCC200可以解决舰船信息平台存在问题，抵御网络病毒、设计安全可靠、且成本较低。将这些技术加以优化创新，可以更好地实现绿色安全环保航运，可以提高海洋工程新任务。将这些技术进行推广创新，舰船自动化技术将会打造出更广阔的天地。

舰船电子技术范文第2篇

舰船装备的质量是一个国家科学技术和经济实力的集中体现，直接关系到舰艇部队战斗力的生成和持续作战的能力，在现代化条件下，特别是高技术条件下的战争中，舰船装备的质量问题关系到海战的胜负，有时甚至影响到国家的兴亡。因此，舰船装备的质量问题理应成为我们关注的重大问题。

目前人们所探讨的质量问题及其管理，一般多集中于舰船装备全寿命周期中的某一个阶段的某一个具体问题，如设计阶段或建造阶段的某一类质量管理问题。而对于将舰船装备的质量问题和质量管理作为一个整体，从全寿命期的角度来看待这一问题，缺乏系统和全面的分析。针对目前的研究现状，本文探讨从舰船全寿命期管理要求出发，从全面质量管理的角度，研究舰船寿命期中各阶段的质量，以及全寿命期质量管理一体化的问题。

2.舰船装备全寿命期及其质量问题

舰船全寿命期总的来说可以分为研制建造阶段、使用与保障和退役阶段。其中研制建造阶段又包括论证、研制（系统设备）和设计（舰船总体）、建造、试验试航这几个阶段，系统设备研制包括原理样机、工程样机、系统联调等；舰船总体设计包括方案设计、技术设计、施工设计和生产设计等；使用和保障阶段的活动大致包括训练、作战使用、日常维护和计划修理等。如图1所示。

舰船装备质量，是指舰船装备所具有的一组固有特性满足明确的、隐含的或必须履行的需求和期望的程度。这一组固有的特性包括作战性能、可靠性、维修性、保障性、安全性、可生产性、经济性、环境适应性等。而质量管理指的是为保证舰船质量，在影响其特性的论证、设计、研制、生产、使用、保障等环节上，对形成、发挥、保持、恢复舰船质量等所有过程和因素进行计划、组织、指挥、协调和控制的活动。

舰船装备寿命期组成复杂，过程相对而言也较为漫长。根据以上定义，在舰船装备的整个寿命期中，每一个阶段都存在质量和对应的管理间题，而且随着时间的流逝，质量就成为时间的函数。在每一个阶段中，质量的含义、组成和管理重点都不一样，即有Q=/(0，当时间取z定为某一定值^时，舰船装备的质量Q将具有不同的含义和不同的分量，可表达为

在（1)式中，对于不同U值的种类和含义也不同。要逐个确定Q=1(0的要素和结构，必须进行更详细的分析。

分析可知，在舰船寿命期的论证、研制（系统设备）和设计（舰船总体）、建造、试验试航、使用和保障、退役等各个阶段，质量问题都涉及到质量管理两个方面的内容。

(1) 舰船装备全寿命期各阶段质量的定义，即什么是本阶段的质量，对此需逐个进行定义，如论证质量、研制质量、建造质量等概念。

(2) 舰船装备全寿命期各阶段质量的管理，即如何做好本阶段的质量管理工作。这里要考虑的问题是，对于每一阶段的质量管理活动，都涉及到全面质量管理（TQM)及其应用。全面质量管理是围绕质量问题而展开的一种管理途径和管理体系，可以归纳为以下4个方面：全员参与、全过程管理、全面的方法和全面的质量观。

3.全寿命各阶段的质量管理

如前所述，舰船全寿命期组成复杂，在其全寿命期的每一阶段中的质量问题，实际都包括本阶段质量的定义和本阶段质量管理的方式。这里以舰船建造阶段为例，对舰船全寿命期各阶段的质量管理问题进行探讨。

3.1阶段质量的定义

以建造阶段为例，建造阶段的质量可以称为建造质量。舰船建造质量可以直观上理解为做好舰船建造工作，或圆满完成舰船建造工作，或完成高水平的舰船建造工作等。相应地，舰船建造质量可以形式化地定义为在规定的时间、规定的条件下，实现了舰船装备的建造意图和要求的程度。

舰船全寿命期的其他阶段如论证、设计、试验、使用等质量的定义与此类似。

3.1 阶段质量的管理

如前所述，做好舰船建造阶段的全面质量管理包括以下几个方面。

(1)全员参与。舰船建造的相关单位包括建造厂家、用户代表以及相关设备厂所等。全员参与意味着这些单位的人员全体参与质量管理活动，包括管理层、机关工作人员和技术人员、一线人员等，他们共同构成了一个整体，而不仅仅只是技术人员和一线人员。如图2所示。

(2)全过程管理。对于一般的民用产品，全过程管理意味着在市场调研、产品选型、研究、设计、原料采购、制造、检验、储运、销售、安装、使用和维修等各个环节中都把好质量关。对于舰船装备而言，全过程管理要求就是即使只处于建造阶段也要从舰船全寿命期的角度考虑质量问题，即为论证一设计一研制一建造一使用一退役的一体化。

要做好上述全寿命期质量管理一体化工作，本文认为有两项工作是必不可少的。其一是全寿命各阶段人员参与的一体化。由于舰船全寿命期各阶段组成了一个完整的整体，所以在舰船建造阶段的人员参与就不能仅仅只包括舰船建造和相关单位的人员（见图2)，而是应将舰船装备论证、设计、研制、试验、使用、维护、维修等单位的人员都包括进来，共同参与和了解舰船的建造工作。当然其他阶段人员的参与可以是多种形式的，但决不是可有可无的，或视他们的意见处于次要位置，这里可以仿照美军CAIV的形式，将他们的参与和意见视为一种独立变量。只有这样，才能真正实现舰船装备的全寿命质量管理。如图3所示。

简言之，论证、设计、研制、试验试航、使用和保障部门参与并了解舰船建造过程。舰船全寿命期其他阶段的一体化参与形式与此类似。

其二是舰船设计以及建模、仿真环境的一体化。这项工作要求我们从舰船论证阶段开始，经过设计、建造、试验试航，直至舰船交付，到舰船的使用、维护、维修，直至舰船退役的整个全寿命期过程中，借助于过程协同技术的思路和方法，采用完全相同或高度兼容的建模与仿真环境和设计软件。

在这样的环境支持下，从论证阶段开始启动所需要的建模与仿真活动，并采用预定的CAD设计手段，形成论证深度的电子样船，在向设计阶段交接时，除现有常规的纸版文件外，应同时交接全套与设计单位完全兼容的论证深度的电子样船数据库。设计阶段在前述电子样船的基础上，继续采用同样的CAD设计环境，深化并逐步形成舰船初步设计、技术设计、施工设计深度的电子样船，真正实现螺旋式设计过程，设计向建造阶段交接时，除现有常规的纸版文件外，应同时交接全套与建造单位完全兼容的施工设计电子样船数据库。建造阶段在此基础上，采用同样的CAD设计环境，形成舰船生产设计深度的电子样船，并由此形成B()M清单，形成指导舰船建造的各种文件，建造向试验、使用部门交接时，除现有常规的纸版文件外，应同时交接全套与使用部门完全兼容的、达到使用和保障要求的电子样船数据库。在使用和保障阶段，在接收到的建造、试验试航活动提交的纸版和电子版资料的基础上，可以进行必要的应用开发活动，并建立相关制度负责向其所有上游活动（单位）以质量协同管理信息系统[5的形式反馈相关信息和意见。该一体化过程(简图）如图4所示。

分析可知，实现了立足于全寿命期的舰船设计以及建模、仿真环境的一体化，可以实现以下多重目的。打破部门壁垒，实现全寿命期各阶段资源的真正共享；大幅减少各阶段衔接的工作量，避免目前各阶段衔接中所存在的各种问题;便于各阶段人员参与的一体化;为实现全寿命期各阶段的并行工程工作提供了一个统一的基础和环境，利于并行工程工作的真正开展。而实现了以t目的，就有可能从根本上提高和改进舰船全寿命期的质量管理水平。

(3) 全面的方法。全面的方法主要包括各类管理方法（模式）以及统计方法等。

各类管理方法是常规的质量管理领域，目前这类研究成果较多，做法也较为成熟和规范。如建立质量管理体系、实行二级验收体制、从点控制到过程控制、加强合同监管等。

在用于质量管理的统计方法㈤中，对于舰船总体建造而言，较为适合的方法有排列图法、因果分析(鱼刺图）法、对策表法等;对于较大批量生产的舰载系统设备乃至零部件而言，较为适合的方法有统计分析法、直方图法、工序能力指数以及控制图法等。

(4) 全面的质量观。全面的质量观包括工序质量、产品质量、工作质量以及服务质量。

在舰船建造过程中抓好工序质量和产品质量是目前的常规做法，也是目前较为成熟的质量管理领域，本文不再赘述。

抓好工作质量和服务质量则是人们往往易于忽视的领域。如建造阶段与前一个阶段（研制和设计）的交接；与后一个阶段的交接（试验试航与交船），包括保障资源的交接等；建造阶段的相关人员要积极参与舰船论证、设计和研制活动，探讨在舰船论证、设计研制活动中，主动发挥作用的各种形式；主动为用户（舰艇部队）考虑，积极参与舰船装备的保障和维修等。

3.全寿命期质量一体化管理的技术支撑

要实现以上设想，尤其是实现全寿命各阶段人员参与的一体化和舰船设计、建模、仿真环境的一体化，就必须在技术手段上予以必要的保障。例如借鉴美军SBA的思想，实现舰船装备全寿命期仿真化管理，为全员、全过程、全面方法、全面质量观提供必要的物质基础。

美国海军SBA技术指导思想的实质，就是图4所示的通过建模与仿真技术实现对舰船装备全寿命期的一体化设计与仿真，其组成包括分布式协同建模与仿真环境（见图5)、一体化产品与过程小组(IPT)、舰船专业设计与分析工具、相关分析和评估构件等。在舰船论证、研制和设计阶段的主要工作包括：（1)根据对作战需求等的论证结果形成初步方案；（2)仿真建模和设计方案的三维实现；（3)设计方案的协同改进与优化；（4)设计方案的综合评估与方案选取等。建造、试验和使用等后续阶段的工作包括研制、设计方案的接力式深化开发和相关信息反馈等。

在美国国防部建模与仿真主计划《DoD5000.59—P》中，突出强调了建模与仿真技术对装备全寿命期质量管理的作用。认为通过建模与仿真技术建立的虚拟产品模型嵌人到一体化综合环境中，可以支持装备全寿命周期各个阶段的管理，加强设计人员、承制方及试验人员之间的信息共享，实现节省采办时间、资源和减少风险,进而全面提高装备系统的全寿命期质量。

本文认为，采用这种一体化模式及其软硬件支撑，就能真正实现以设计为中心的舰船研制和全寿命质量管理模式，同时可以打破部门壁垒，实现上游(前一阶段）成果在下游（下一阶段）被完全利用，以及对应的质量信息反馈等。在充分利用现有信息技术成果的基础上，实现舰船装备全寿命过程：论证一设计一建造一试验试航一使用与支援的质量管理一体化。目前，在某国的新型舰船的研制和全寿命管理中，均采用了这种方式，取得了良好效果。实践表明，这是一种技术上可行的先进的质量管理模式，具有较好的借鉴作用，值得引起我们的充分重视。

舰船电子技术范文第3篇

关键词：航路 测量 GPS

中图分类号：P204 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）02（b）-0076-01

在水面舰船抗冲击试验中，需要对舰船的航迹进行高精度测量和显示，为试验组织指挥和试验结果评定提供依据。在通过狭窄水道等特殊条件下，也需要对水面船舶的航路严格规划控制。为此，首先规划航路，根据任务需求确定航区边界和测量控制区域。其次进行高精度舰船航迹测量，包括舰船的大地坐标和航向、航速等信息。最后进行综合显示，通过图像和数据直观显示舰船态势。

1.航路规划

水面舰船航路规划依据的是不同任务的需求：在水面舰船抗冲击试验中，需要控制的是迎爆面离爆炸点的距离和舰船的航向，需要综合考虑舰船中轴线航迹和舰船型宽；而在通过狭窄水道时，船舶型宽之外还需要掌握水道两侧所有的坐标限制点。

对航路的规划还要统一坐标系。对舰船高精度测量的GPS定位设备通常采用WGS-84坐标系，测量直接给出经纬度和高程，航路规划也应与GPS采用同一坐标系，实现规划、测量和显示的统一。作为海面航行的舰船通常不考虑其垂向变化，只进行水平二维轨迹的测量与显示，也可统一到笛卡尔坐标系。

考虑安全性和可操作性，航路规划往往采用分段折线的形式描述航路带两侧的限制。需要同时将任务相关信息、舰船尺度参数、GPS安装偏差、路径控制点等信息存储在指定位置。

2.航迹测量

水面舰船的航迹测量有两方面：高精度DGPS精确测量大地坐标，双天线GPS测量舰船的航向。二者的测量数据通过串口转USB实时存储到主控计算机。

DGPS定位测量硬件包括NovAtel公司ProPak-V3接收机、PCC公司移动站差分电台PDL（PDL-Rover）、GPS圆盘天线GPS-702-GG、差分电台天线和专用线缆。GPS接收机通过天线接收卫星定位信息，通过串口转USB发送到主控计算机；PDL差分电台接收基准站发送的差分改正信息，通过串口送到接收机。

ProPak-V3接收机采用先进的多路径效应消除技术，采用单频RTK技术可达0.20m（RMS）的定位精度和0.03m/s（RMS）速度精度。

双天线GPS选用星网宇达XWADU3600型双天线GPS定向测姿单元，使用两个单频GPS接收机接收GPS卫星信号，使用载波数据处理、卡尔曼滤波器和载波周期模糊数的求值技术进行定向的精确计算，水平定向误差在2m基线时0.1°，8m基线时0.025°（RMS）。双天线GPS硬件有XW-ADU3600型定向测姿单元、GPS-702-GG型GPS圆盘天线和天线电缆。测量数据通过串口转USB送到主控计算机。任务开始后，主控计算机启动测量，周期性接收双天线GPS输出的数据和差分GPS输出的数据，在送显示的同时将包括时间信息在内的数据存储在指定目录，对于特殊要求的时刻带标记存储。

3.综合显示

综合显示在Visual C#.NET软件平台基础上设计，采用图形和数据综合显示界面。图形显示以任务航路为背景，结合本船的尺度参数，按比例显示舰船在航路中的态势，为舰船操控指挥提供参考。对于特殊控制点，如爆源位置、起爆控制区域或过窄水道等有明显标记。考虑海况和舰船动力控位误差，将舰船位置进行滤波后显示。除此之外，显示还具备常用的鼠标滚轮缩放、区域放大、距离测量等功能。数据显示窗口实时显示水面舰船的测量结果，包括当前时间、经度、纬度、坐标、航向等，还可显示GPS接收卫星状态和数据传输状态。根据舰船当前位置、航速航向和航路信息，计算驶出安全航区的时间，并在需要时发出警告。

4.系统扩展

水面舰船航迹测量显示也可以作为大系统的一部分，将测量数据实时传输到主控。为此，需要将所有测量数据通过WLAN实时发送。TT2400无线通信模块工作在2.4GHz，通过Poe连接到主控计算机，在大于6km时数据率10kbps。系统的处理结果也可以作为舰船自动驾驶的依据：已知舰船当前航向航速和理论航路，根据舰船操控特性和动力控位响应确定操控参数。系统扩展的另一方向就是与电子海图的结合：在精确电子海图的基础上规划航路。

舰船电子技术范文第4篇

知识管理技术在舰船动力装置设计中的应用

基于EFSHD的船体三维结构设计

小水线面双体船声辐射特性研究

舱壁与压载对流场中有限长圆柱壳声辐射影响

两栖武器水上射击后坐运动规律研究

数字液压减摇鳍半实物仿真系统设计

深海铺管起重船的电力推进控制系统

美国海军测试新电缆拉紧技术

主过热蒸汽管路的贝叶斯网络安全性预测推理

自抗扰控制器在柴油机转速控制中的应用

美国海军卫星通信发展新举措

编队水声探测时抗同频干扰的时间分集方法研究

主动声呐抗同频干扰技术方法研究

新型鱼雷发射装置虚拟维修训练系统的设计与实现

舰载反鱼雷鱼雷齐射作战能力研究

自导鱼雷齐射射击研究

基于储存期间的某型鱼雷检测周期预测

舰载主副炮抗击多目标协同使用研究

基于HLA的某型舰炮武器模拟训练系统设计

GB/T23703.1:企业知识管理指南

知识管理技术在舰船动力装置设计中的应用

基于EFSHD的船体三维结构设计

小水线面双体船声辐射特性研究

舱壁与压载对流场中有限长圆柱壳声辐射影响

两栖武器水上射击后坐运动规律研究

数字液压减摇鳍半实物仿真系统设计

深海铺管起重船的电力推进控制系统

美国海军测试新电缆拉紧技术

主过热蒸汽管路的贝叶斯网络安全性预测推理

自抗扰控制器在柴油机转速控制中的应用

美国海军卫星通信发展新举措

编队水声探测时抗同频干扰的时间分集方法研究

主动声呐抗同频干扰技术方法研究

新型鱼雷发射装置虚拟维修训练系统的设计与实现

舰载反鱼雷鱼雷齐射作战能力研究

自导鱼雷齐射射击研究

基于储存期间的某型鱼雷检测周期预测

舰载主副炮抗击多目标协同使用研究

基于HLA的某型舰炮武器模拟训练系统设计

战术数据链技术的发展趋势

网络中心战实施构架与战术数据链

量子通信技术的最新进展及其军事应用前景

对FORCEnet的再认识

潜艇通信天线技术现状及发展趋势

有耗半空间水平低架天线电磁特性研究

单载波频域均衡在短波通信中的应用研究

拖曳通信平台系统技术探讨

0.1Hz30kHz频段电波特性及应用研究

舰艇通信与电子系统一体化集成技术研究

大型通信台站信息系统软件测试问题的探讨

舰船通信安全保密研究

下一代网络中软交换的过载控制技术研究

海漂型浮标干扰设备

潜艇通信天线的结构设计研究

战术数据链中的波形设计

编队协同防空系统通信网设计初探

非平坦地面上超短波的计算机场强预报

舰船电子技术范文第5篇

关键词：无线网络；智能控制；嵌入式；系统设计

0引言

在复杂的海上环境，海上作业对舰船航行提出更高要求，因此，研究无线网络智能控制系统，对舰船进行远程遥控，实现自动靠泊、自主航行等功能，具有重要意义。文献[1]利用主配的单独馈线，连接舰船设备和配电箱，引入微分控制概念，比例控制自动舵，实现舰船智能控制，但该方法振荡行为的控制增益较高，网络吞吐量较低[1]。文献[2]选取模糊控制器，查询舰船性能指数，将指数存储到矩阵格式，自动合成性能特征，形成航向运行的控制规则，在无线网络环境下，利用神经网络的学习功能，模拟不同工况条件下的自动舵，PID控制舰船航向，但该方法比例系数的补偿效果未达到预期，网络吞吐量同样较低[2]。针对这一问题，结合以上理论，基于嵌入式技术，设计舰船无线网络智能控制系统，操纵舰船航迹。

1嵌入式技术的舰船无线网络智能控制系统设计

1.1嵌入式控制系统硬件设计

在微控制器中嵌入传感设备，构建系统硬件结构。选取LPC2294型号微控制器，将TMS26155芯片作为控制系统的主控芯片，该芯片采用哈佛结构，划分存储器空间，得到程序存储空间和数据存储空间，主控设备为电推机、电机等，对设备进行28位浮点型运算。通过模拟数字信号转换、IO控制、无线通信、H桥驱动、电源，组成系统总体框架。模拟数字信号转换模块，选取ADS6291模数转换器，通过0～10V电压控制电机驱动器，驱动机类型选择直流电机，采用标准二进制编码，在基准输入和电源引脚中，加入去耦电容，单极性输出电压范围。转换器和主控芯片通过SPI总线通信，由4根线组成接口引脚，分别为主器件的数据输出、输入，从器件的数据输出、输入，主器件的SPI总线时钟信号输出，从器件的使能信号输出[3]。无线通信模块采用RS628接口，连接岸基手操盒和工控机，通过高低电平表示不同的逻辑状态，集成元件的通信接口，使用GND，RXD，TXD3种类型引脚，参数如表1所示。利用串口形式，实现手操盒和工控机的无线通信，并在智能控制单元中，加入无线数传模块，当舰船工况机故障时，通过数传模块切换无线通信协议，直接控制嵌入式航速航向控制板。至此完成嵌入式控制系统硬件设计。

1.2系统软件设计

1.2.1搭建无线控制网络G搭建无线控制网络，采集、反馈舰船运动状态。通过MAC协议，动态调整无线网络的节点距离、信道状态，将网络拓扑结构的连通性考虑在内，根据节点剩余能量，定义无线网络信干燥比，计算公式为：G=adifi(Smax/Si)U(Smax/Si)+h2。(1)adiifiiUSiiSmaxi其中：为信道带宽的扩频增益；为节点到网关节点的链路增益；为节点的接收信干噪；为数据传输期间，干扰半径内节点产生的干扰总和；为节点剩余能量；为节点最大能量。Pi对节点使用信道进行抽象处理，通过节点间的相互博弈，确定网络节点的最佳发射功率，功率支付函数表达式为：Pi=blog2(1+Di)W(Di)qi。(2)DiibW(Di)qii其中：为节点策略空间；为信道上具有同频干扰的节点数量；为策略空间的最大收益；为节点效用因子[4]。GPi通过信干燥比，使节点快速收敛到纳什均衡点，然后给定功率至每个节点，令网络节点发射功率，构成具有绝对控制中心的无线传感网络。1.2.2智能控制舰船航速航向建立舰船运动坐标系，由无线网络输出功率，智能控制舰船航速航向。仅考虑航速控制，把舰船姿态简化为三自由度的运动，构建舰船动力学方程，表达式为：(m+my)v=Iyv+(m+mx)u(Ix+Iz)r=Nr+mzu。(3)IxIyIzxyzmxmymzxyzmvurL式中：，，分别为轴，轴，轴附加的惯性力矩；，，分别为方向，方向，方向的附加质量；为舰船质量；为纵荡速度；为横荡速度；为首摇角速度。其中附加质量为定值，测量一定航速下，首摇角速度、纵荡速度、横荡速度的变化情况，通过惯性力矩对航速进行调节。航向控制方面，分析舰船的偏转抑制性能，求导航向角偏差，公式为：L=tFcc+TFee。(4)cetFcFeT其中：为舵机的转角；为舵角变化引起的首向角变化；为舰船追随性参数；，分别为舵角，首向角受到的电机驱动；为舰船旋回性参数。通过网络节点射出功率，调整电机驱动，改变舵角和首向角，智能控制舰船航向。至此完成舰船航速航向的智能控制，实现系统软件设计，结合硬件设计和软件设计，完成嵌入式技术的舰船无线网络智能控制系统设计。

2仿真实验

将此次设计系统，与常规舰船无线网络智能控制系统，进行对比实验，比较2组系统的网络吞吐量。

2.1实验准备

测试环境使用NS2软件，扩展后得到AODV路由协议和OLSR路由协议。无线网络中包含25个节点，在所有节点上配置两块无线网卡，节点使用RandomWaypoint运动模型，分别在AODV信道和OLSR信道工作，2条信道互不干扰，仿真参数如表2所示。针对无线网络2种业务模式，进行仿真测试，随机产生信道分配方案，每组测试场景进行100次实验，实验结果取100次实验平均值。

2.2实验结果

R在互访业务模式和Internet业务模式下，测试2组系统的网络吞吐量，计算公式为：R=∑i∈25AiKi。(5)其中：Ki为节点i数据发送成功率；Ai为节点i数据发送速率。设置仿真时间为500s、数据包长度为500B，改变数据流发送速率为5～20包/s，仿真结果如表3所示。由表3可知，Internet业务和互访业务的仿真结果基本一致，互访模式下，设计系统平均吞吐量为97.22kb/s，常规系统平均吞吐量为78.51kb/s，设计系统吞吐量提高了18.71kb/s，Internet模式下，设计系统和常规系统的平均吞吐量，分别为102.41kb/s和80.60kb/s，设计系统吞吐量提高了21.81kb/s。设置数据流发送速率为10包/s，改变数据包长度为400～700B，仿真结果如表4所示。由表4可知，互访模式下，设计系统和常规系统的平均吞吐量，分别为130.40kb/s和102.05kb/s，设计系统吞吐量提高了28.35kb/s，Internet模式下，设计系统和常规系统的平均吞吐量，分别为145.60kb/s和114.29kb/s，设计系统吞吐量提高了31.31kb/s。综上所述，设计系统网络吞吐量，明显高于常规系统，拥有更好的网络传输性能，能够满足舰船不同类型业务的技术要求。