通信技術中船舶電子網絡架構應用

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摘要:在現(xiàn)代的通信技術中，總線通信已經被廣泛應用在各種工業(yè)設備的控制中，在面對越來越復雜的船舶電子系統(tǒng)時，采用先進的總線通信技術，能夠對各項設備進行最優(yōu)化的通信控制，尤其是在船舶的網絡信息傳輸中，總線通信能夠提供非常高的穩(wěn)定性和通信速率。本文主要介紹了總線通信的技術原理，并設計了一種船舶電子系統(tǒng)網絡拓撲結構，對螺旋槳進行控制，進行通訊技術的驗證；最后，對該總線的控制硬件進行綜合優(yōu)化，大大提高了CPU的使用效率，有效降低了船舶通信的成本。

關鍵詞：總線；電子系統(tǒng)；優(yōu)化

0引言

在船舶電子系統(tǒng)運行中，網絡架構的建設尤為重要，其與船舶電子系統(tǒng)的運行產生直接關聯(lián)，因此，要重視網絡架構工作，合理應用總線通信技術，改善網絡架構的體系架構，明確優(yōu)化方向，提高船舶電子網絡的性能。

1船舶電子系統(tǒng)網絡中螺旋槳控制架構工作原理

對于螺旋槳而言，其基本參數的控制屬于整個船舶電子控制網絡中的重要組成部分。而在螺旋槳旋轉期間，對槳葉的控制一直屬于技術難點，將其融入到船舶的電子網絡中，有利于提高其控制能力。在計算J=h1D=VmD船用螺旋槳的工作狀態(tài)時，可以將D表示為船槳的直徑，也就是螺旋槳槳葉在運行中邊緣經過的圓圈的直徑。在液體環(huán)境中，螺旋槳旋轉一周的前進距離為h1，如果螺旋槳的旋轉速度為m，在水中運行的行進速度為V，可以利用公式v=h1×m計算得到。在分析螺旋槳旋轉1周所前進的距離與直徑的關系的時候，可以將其比值表示為：。該比值從一定程度上反映了螺旋槳的工作效率。

2電子系統(tǒng)網絡架構需求分析

我國在船舶行業(yè)發(fā)展方面，已經開始廣泛應用電子控制系統(tǒng)，但是，仍然存在一些運行問題，嚴重影響系統(tǒng)的使用效果。主要因為船舶所使用的自動化監(jiān)控技術長期滯后，各種系統(tǒng)之間不能夠兼容，大大浪費了各種網絡資源，無法提高控制信號的處理能力。通過采用電子網絡結構，能夠降低手工操作的需求，極大的避免了人為的失誤。采用自動化的總線通信技術，有利于促進船舶電子控制網絡架構系統(tǒng)的良好發(fā)展，改善電子系統(tǒng)的運行機制[1–3]。在系統(tǒng)運行中，多采用了BUS技術，需要建立專門的船舶電子通信系統(tǒng)，以減少傳統(tǒng)電子系統(tǒng)中存在的固有缺陷。但是，該系統(tǒng)的使用，還是會出現(xiàn)一些問題，例如：缺乏一定的信號集成能力，系統(tǒng)集成性較差，難以提高其運行穩(wěn)定性。因此，在未來的發(fā)展中，傳統(tǒng)電子控制系統(tǒng)的缺陷會受到廣泛重視，而總線通信技術從一定程度上克服了這樣的缺陷。

3總線通信技術在船舶電子系統(tǒng)網絡架構中的應用措施

在船舶電子系統(tǒng)網絡構架工作中，需要做好硬件系統(tǒng)與軟件系統(tǒng)的協(xié)調設計工作，制定完善的軟硬件設計方案，根據管理工作要求，建立先進的工作機制，創(chuàng)新軟硬件的設計形式，提高技術應用效率。Profibus−dp1.5MBpsRS−485WindowsS7−313Profibus−dp在硬件設計中，使用總線通信協(xié)議，構成高效的監(jiān)控網絡系統(tǒng)，在多個主要系統(tǒng)混合建設基礎上，將通信速率設定為，網絡中主要使用型號的轉發(fā)器。在控制過程中，設置監(jiān)控預警機制，并采用服務器，以提高系統(tǒng)的兼容性。同時，在輔助操作單元的設計時，要重點考慮電子系統(tǒng)的兼容性，本文主要使用PLC系統(tǒng)對其進行控制，然后構成了總線控制網絡。MCGSMicrosoftWindows100在軟件設計時，要重視上位機電子系統(tǒng)的架構設計，其中涵蓋了數據、警告、流程與動畫顯示等處理層面，通過合理的優(yōu)化，可以快速提高船舶電子網絡的控制能力，達到實時監(jiān)控的效果。在監(jiān)控系統(tǒng)軟件設計中，可以引進國內先進的組態(tài)工具軟件系統(tǒng)，該通信系統(tǒng)在現(xiàn)代化船舶電子系統(tǒng)網絡中具有重要的地位，然后基于設計網絡單元，建立流程管理、動畫顯示、信息輸出、數據處理等模塊體系，在遠程控制技術的支持下，大大提高了系統(tǒng)的數據處理能力[4,5]。下面介紹一種線性擬合優(yōu)化技術，也稱為多元線性回歸優(yōu)化技術，通過對系統(tǒng)中的眾多參量進行綜合處理，能夠顯著改善總線通信的效率。假設系統(tǒng)存在變量x1,x2,•••,xm，其中輸出函數y具有n組變量。x11,x12,•••,x1my1x21,x22,•••,x2my2••••••xn1,xn2,•••,xnmy3，(1)上述矩陣描述了y關于x1,x2,•••,xm的擬合函數。進行線性化處理后，得到y(tǒng)=a0+a1x1+a2x2+•••+amxm+e，(2)其中，系數a0,a1,a2,•••,am可根據系統(tǒng)的最優(yōu)化二乘法確定。

4結語

上文總結了總線通信技術在船舶電子系統(tǒng)網絡架構中的應用方式，提出軟件與硬件的設計建議，為其發(fā)展奠定了堅實的基礎。由此可見，在未來發(fā)展中，船舶電子系統(tǒng)網絡架構的設計前景良好，能夠全面發(fā)揮總線通信技術優(yōu)勢。

作者:王蕾 單位:南京信息職業(yè)技術學院