基于北斗与ZigBee的生态环境参数实时采集系统

针对当前生态环境参数采集实时性差、智能化水平低、普通远程通信技术存在盲区等问题,设计并实现了基于北斗与ZigBee的生态环境参数实时采集系统. 系统以CC2530芯片为核心,选取温湿度、压强、光照强度、土壤含水率及负氧离子基本环境参数,结合ZigBee与北斗短报文技术,建立ZigBee监测网,在网关节点上嵌入北斗短报文模块,同时设计易于扩展且适用于短报文远程数据传输的编码,并应用于北斗移动终端,实现数据的实时显示与存储. 实验结果表明,ZigBee监测网工作正常,网关节点上北斗短报文模块的收包率高达95%以上,系统运作稳定可靠,同时还兼备扩展性,可集成其他传感器.     

基于北斗通信的架空线路故障监测系统的设计与实现

针对当前基于GPRS/GSM通信的架空线路故障检测系统所存在的不能全地域覆盖、故障误报和漏报问题,研究了架空线路短路故障规律、故障特征、无线射频通信、北斗短报文通信应用,设计了基于北斗通信的架空线路故障检测系统.采用北斗短报文通信有效的解决了GSM信号覆盖盲区的线路故障监测问题;采用"上报-确认"机制保证故障检测的准确性;采用"定期查询"和"单点故障全线查询"机制防止故障漏报.实验测试结果表明,基于北斗通信的架空线路故障检测系统有效解决了GSM信号覆盖盲区问题,并提高了故障监测的准确性和及时性.     

基于北斗通信SRP机制的电力计费信息远程传输系统的设计与实现

针对在无公网覆盖的偏远地区,用电信息远程抄表这一历史性难题,文章研究了一种基于北斗短报文通信的电力远程抄表系统。研制的电表数据采集与传输设备,可以按多种工作模式抄取电力数据,并进行数据拆包(segmentation,S)和北斗协议封装处理,然后通过北斗短报文模块完成数据的远程传输;同时研制的主站端接收设备可以完成北斗短报文的接收、数据解析和组包(reassembly,R)处理,有效的补包(patching,P)操作保证了电力抄表的成功率。实际测试结果表明,该基于北斗通信SRP机制的电力计费信息远程传输系统的抄表成功率可达98.9%,可以作为偏远地区用电信息远程抄表的一种高效可靠的方案。     

用于北斗有源天线的自适应发射机电路的设计与实现

北斗卫星导航系统可提供(radio determination satellite service,RDSS)短报文通信服务是其独特之处。为适应北斗RDSS短报文通信收发机制,设计了一种可应用于北斗有源天线的自适应发射机电路。提出并验证了使用分段、低成本的线性放大器代替对数放大器,来实现环路控制电路(voltage control amplifier,VCA);通过在传统北斗有源天线发射链路前端增加自动增益控制电路(automatic gain control,AGC)模组,实现了有源天线在0~30 m对不同射频线缆材质、长度造成损耗的自动适应,从而保证了北斗短报文通信设备在天线端的一致性、可靠性与易用性。     

基于北斗的交互式示位标

针对当前GPS的示位标只能单一传送位置信息,提出了多功能北斗交互式示位标的构建方案。该方案充分利用北斗卫星导航系统独有定位和通信两大功能,同时利用短距离通信方式构建交互式示位标。根据不同的需求编辑短报文通过短距离通信传送给北斗示位标,再利用北斗系统的特色短信报文功能将信息发送给岸基救助中心平台。该示位标除了能传送位置信息,还可以适当传送其他重要信息,大大提高了海事救助成功概率。相比与现有GPS示位标,具有更方便交互,而且可以双向传递更多的救助信息。     

CRC校验和DES加密技术在北斗短报文通信中的应用研究

为加强海洋观测预报业务水平,有效提高海洋观测数据质量,为海洋事业提供有效可靠的数据资料服务,该研究开发了短报文加密校验软件,基于CRC校验和DES加密技术在北斗短报文通信中的应用,在海洋水文气象观测系统中提升了短报文通信传输的数据安全性和保密性;丰富了海洋站观测数据的质控手段。     

基于Android平台的船用北斗通信导航系统设计

文章设计并实现了基于Android平台的船用北斗通信导航系统,借助人性化的软件界面设计和嵌入式数据库SQLite的存储功能,使得系统可用性得到增强;同时系统对信息报文使用数据压缩和拆包组装的技术,实现北斗报文功能的提升。实验结果表明,基于Android平台的北斗通信导航系统稳定可靠,界面友好,北斗报文的功能得到了很大的加强,具有良好的体验效果。     

基于北斗卫星的油田管网巡检系统的设计与实现

为提高油田管网巡检效率, 降低管道传输事故, 提出了基于北斗卫星的油田管网巡检系统的设计方法,给出了系统开发总体设计方案, 详细阐述了基础数据处理与关键功能的实现方法。该系统通过使用北斗短报文技术进行通信, 取代传统管网巡检系统自建基站及使用GPRS(General Packet Radio Service)的通信方式,解决了当前巡检系统在没有无线公网覆盖区无法通信的问题, 同时确立了更适合油区野外作业环境的Dijkstra算法代替传统的A*算法建立路径导航模型。通过两种算法的实际运行比较结果表明, 该软件的路径导航处理效率较同类A*算法模型提高了30%以上。该油田管网巡检系统可较好地提高油田管网巡检效率, 降低管网传输事故率。     

基于北斗/GPS的集装箱监控终端

随着经济的发展,物流的安全性也日益重要.目前市场上的集装箱监控装置大多采用GPS＋GPRS的模式.北斗系统是我国自主研发的定位导航系统,同时具备定位和短报文的功能.在此基础上,提出一种拥有北斗/GPS组合定位、北斗短报文通信、手机蓝牙交互功能的集装箱监控终端.     

一种基于北斗短报文通信的动态组网技术

利用北斗导航定位卫星的短报文通信技术,提出了一种基于自建北斗数据服务中心,由中心为各终端提供数据转发和数据推送服务,从而实现动态组网通信的方法。经过实际应用检验,能够较好地适应战斗编组的变化,满足部队实际作战的应用需求。     

基于段路由的单节点故障路由保护算法

针对已有的路由保护方案没有很好权衡路由保护算法的故障保护率和路径拉伸度之间的关系,该文提出了一种基于段路由(SR)体系结构的快速重路由算法IPFRRBSR。IPFRRBSR为每个源-目的对计算两条路径,其中一条是最短路径,另外一条是利用段标签构造的备份路径。当网络没有故障时利用最短路径转发报文,当网络出现故障时利用备份路径转发报文。最短路径和备份路径(除去源和目的)没有公共节点,因此二者几乎不会同时发生故障。实验结果表明:该算法不仅可以应对网络中任意的单节点故障情形,并且具有较小的路径拉伸度。     

基于亲密伙伴安全通信方案的移动扩展研究

在对原有亲密伙伴安全通信方案及IPSec协议深入研究的基础上,结合移动IPv6网络中移动节点的特性,提出了一种基于移动IPv6网络的安全通信扩展方案.通过使用IKE移动性支持协议 (Mobile IKE,MOBIKE) 、在移动网络中构造动态分布式管理节点,解决了原方案不能直接运用于移动网络以及网络带宽利用率低的问题,使IPSec策略在移动IPv6网络中得到了灵活的应用.最后,通过对新方案进行仿真和分析证明了该方案的可行性.     

大容量飞行器模拟仿真系统研究与设计

北斗系统的主动监控和定位体制在通航领域具有明显的优势。大容量飞行器模拟仿真系统按照北斗通航服务支撑系统的工作模式模拟10万架次通航飞行器,动态生成飞行航迹,将飞行轨迹信息和短报文信息通过网络发送到北斗通航数据服务中心,在网络数据链进行了大容量的通信收发处理,以验证北斗系统的功能、性能、大容量通信能力等。采取该模拟仿真途径既经济又可行,技术难点在于解决大容量数据并发处理技术、大容量的通航飞机的调度管理技术、动态建模技术、航迹仿真技术。文中对系统组成、工作原理和关键技术作了简要的阐述。该研究工作推动了北斗系统在通用航空的应用,对促进通用航空发展具有重要作用。     

北斗RDSS在海洋工程数据传输中的应用

海洋一直是传统通信技术的最大盲区.因为缺乏有效的通信手段,造成船岸之间信息交流困难,高度信息化的海上工程船舶成为漂浮在海上的信息孤岛.北斗卫星导航系统将导航与通信集成,为解决船岸一体化提供了可行的技术途径.本文基于北斗RDSS(Radio—Determina—tion Satellite Service,卫星无线电测定业务)短报文通信原理,提出了北斗集群数传解决海洋工程船大数据量传输的技术方案.通过制定通信协议,建立有效的数据处理算法和压缩算法,将包含船机状态数据、施工工况数据、船位信息等数千个物理量实时发送到岸上指挥中心,实现了海上作业的船岸一体化,为海上作业船舶的生产调度和业务管理提供了信息技术保障.     

基于时延受限的移动sink环境下能量高效的数据融合算法

基于移动sink的无线传感器网络环境下的数据收集方案能有效提升网络性能,但在实时性要求较高的应用中,很难同时兼顾时延与数据的收集效率.该文提出了一种考虑时延受限条件下能量高效的移动sink数据收集策略.首先,根据时延约束和网络整体能耗效率优化为目标,对移动sink的最佳驻留点集合进行求解.然后,提出了一种基于驻留点优先级的路径优化选择方法,得到移动sink经过驻留点的最短路径.仿真实验结果表明,与已有算法相比,该文提出的数据收集策略能最大限度的减小时延,并延长网络的生命周期.     

一种基于QoS的移动无线激光通信网络路由算法

对无线光通信网络的研究现存大都集中在拓扑控制方面,对路由技术的研究较少．马里兰大学的Abh-ishek Kashyap等提出了针对无线光通信网络中拓扑控制与路由的Rollout算法,算法适合网络节点固定或移动频率不高的网络环境．该文引入了全球定位系统（GPS）来获取无线激光通信网络中移动节点的地理位置,设计了一种节点的邻接矩阵来动态更新网络巾节点的拓扑,考虑到移动无线光通信网络中节点的快速移动、链路带宽、最短路经以及节点收发器数目的限制,提出了一种服务质量（QoS）路由算法．仿真结果表明,该算法的性能较好,能更好地适应节点快速移动的无线激光通信网络．     

一种改进的基于飞鸟迁徙的Ad hoc网络路由算法

通过对一种基于飞鸟迁徙原理的Ad hoc网络组网算法的研究,发现该算法中的信标报文发送、路由恢复等设计存在缺陷,从而产生网络负载增加、路由重建效率低下等问题,严重影响了路由算法的效率。针对信标报文发送存在的问题,设计了新的信标报文发送策略,该策略综合考虑了结点的移动距离、移动方向、 移动范围内的结点密度等影响因素,并通过和一个新增加的心跳报文一起工作,来改善原算法中存在的问题;针对路由恢复存在的问题,通过在协议运行过程中生成一个应急路由表来避免原算法中的报文回传策略,从而提高原算法的效率。仿真表明,新算法能有效克服原算法的问题,降低了路由开销和平均时延,提高了成功率,网络的整体性能进一步得到提升。     

基于移动协助方式的网络连通性恢复技术研究

无人值守的无线传感器网络在严酷环境中易大规模损坏,节点数据无法传输给 Sink节点,造成网络不可用。为解决该问题,借助移动数据收集器,设计了一种基于移动协助方式的网络连通性恢复方案。该方案将剩余可用节点通过 FCM聚类算法大致分为K个集群,在确保集群内部正常通信的情况下,运用 Dijkstra 算法最小化移动数据收集器的移动长度,从而实现移动路径最优条件下的网络连通性恢复。在含有100个节点的无线传感器网络上进行仿真验证,结果表明所设计的方案是有效的。     

车联网协作通信移动接入点选择算法

考虑车联网节点高速运动导致的频繁切换和通信中断问题,提出了基于移动接入点的车联网模型,在基于移动接入点的协作通信5G无蜂窝车联网方案中,给出了选择车辆担任协作移动接入点的三个简单有效的原则,以构建5G无蜂窝移动接入网络.仿真实验比较了不同移动接入点选择方法下移动接入点的空间特性分布以及系统的连通性,并给出不同要求下的最佳方案.理论分析和仿真结果表明:采用基于距离的移动接入点选择算法,相比简单的随机移动接入点选择方法,提高了车联网的连通性,而基于顺序的移动接入点选择算法则能提供最好的负载均衡特性.     

一种新的量子移动Ad Hoc网络纠缠中继与最优桥接方案

目的将量子通信的保密性与移动Ad Hoc网络的灵活性相结合,研究具有高度信息安全性的移动自组网组网方案。方法基于中间节点的量子纠缠中继模型和量子移动Ad Hoc网络的桥接方案和量子态无线传输的路由机制。结果即使在量子终端之间没有共享EPR纠缠对的情况下,同样可以完成量子态的无线传输,并且其传输时延与链路的无线跳数无关,模型和协议达到了最优。结论量子通信与移动自组网络可以优势互补,所构造的新型网络——量子无线自组网将是未来移动Ad Hoc网络的发展方向。