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科技論文發(fā)表期刊推薦《可再生能源》(ISSN1671-5292/CN21-1469/TK)1983年11月創(chuàng)刊!犊稍偕茉础冯s志是全國中文核心期刊(能源與動(dòng)力工程類)和中國科技核心期刊,是美國《化學(xué)文摘》(CA)、英國《國際農(nóng)業(yè)與生物科學(xué)研究中心》(CABI)、美國《劍橋科學(xué)文摘》(CSA)和波蘭《哥白尼索引》(IC)的收錄期刊,面向國內(nèi)外發(fā)行。本刊以發(fā)布新能源和可再生能源技術(shù)領(lǐng)域科研成果和應(yīng)用技術(shù)為辦刊宗旨,突出能源、生態(tài)、環(huán)保三大主題,匯集新能源、可再生能源、清潔能源技術(shù)之精粹,注重理論應(yīng)用,突出實(shí)用技術(shù)。涉及太陽能、生物質(zhì)能、風(fēng)能、地?zé)崮、水能、垃圾再利用能等方面?nèi)容。
摘要:本文對(duì)基于激光傳感器的船舶交通量觀測(cè)系統(tǒng)中激光傳感器數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞阶隽颂接懀榻B了系統(tǒng)中激光傳感器數(shù)據(jù)傳輸?shù)娜N方式及傳輸效果。
關(guān)鍵詞:船舶交通量,激光傳感器數(shù)據(jù),無線傳輸,有線傳輸,光纖傳輸,機(jī)電職稱論文
概述
基于激光傳感器的船舶交通量觀測(cè)系統(tǒng),以激光傳感器作為船舶數(shù)據(jù)的采集手段,實(shí)現(xiàn)船舶特征識(shí)別;以多激光傳感器在航船舶通行檢測(cè)系統(tǒng)為基礎(chǔ),采用多源數(shù)據(jù)融合和機(jī)器學(xué)習(xí)方法實(shí)現(xiàn)船舶特征辨識(shí)和自適應(yīng)誤差控制;研究基于形態(tài)分類方法和時(shí)空數(shù)據(jù)連續(xù)特征提取的拖船隊(duì)檢測(cè),實(shí)現(xiàn)對(duì)船舶交通量的全天候自動(dòng)船舶交通流量統(tǒng)計(jì)。
由于系統(tǒng)中選用了兩臺(tái)不同型號(hào)的激光傳感器作為船舶特征信息的采集,它們采用的數(shù)據(jù)接口各異。因此,需選用不同的傳輸方式獲取其數(shù)據(jù)信息。通過對(duì)三種方案的實(shí)踐和比較,最終得到了合適的傳輸方案。
激光傳感器數(shù)據(jù)的傳輸
1、激光傳感器
激光傳感器船舶交通量觀測(cè)系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)和輔助子系統(tǒng)三個(gè)部分組成。數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)中的激光傳感器通過自身激光頭的旋轉(zhuǎn),對(duì)物體進(jìn)行短時(shí)間的線掃描,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)物截面的二維掃描,可實(shí)時(shí)采集航道上的目標(biāo)圖像。數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)主要由兩臺(tái)激光傳感器組成。
2、激光傳感器數(shù)據(jù)的傳輸
傳輸方案一:
傳輸方案:本方案為最初設(shè)計(jì)的傳輸方案,設(shè)計(jì)基于設(shè)備簡單、造價(jià)低廉、安裝方便的原則。 具體方案1號(hào)激光器采用以太網(wǎng)的無線傳輸,2號(hào)激光器由于沒有網(wǎng)絡(luò)接口,采用了通訊電纜RS422方式傳輸。
本案優(yōu)點(diǎn):具有安裝簡單,造價(jià)低廉的優(yōu)點(diǎn)。
不足之處:由于系統(tǒng)的安裝地點(diǎn)在野外環(huán)境下,距離機(jī)房的直線距離約有250米左右,采用以太網(wǎng)傳輸?shù)?號(hào)激光器經(jīng)常出現(xiàn)不定時(shí)的中斷,數(shù)據(jù)傳輸不能滿足系統(tǒng)要求。而2號(hào)激光器的掃描頻率較高,數(shù)據(jù)傳輸量大,串口的通訊速率最高要求是達(dá)到115.2K波特率,而2號(hào)激光器用38.4K的傳輸速率,無法滿足數(shù)據(jù)傳輸量的需求,會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)積壓或丟包的現(xiàn)象。
針對(duì)方案一中出現(xiàn)的不足之處,我們?cè)O(shè)計(jì)了方案二。
傳輸方案二:
為滿足系統(tǒng)需求,克服和解決方案一中所出現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性和穩(wěn)定性的問題,本案在方案一的基礎(chǔ)上,對(duì)傳輸線路進(jìn)行了改進(jìn)。
傳輸方案:改進(jìn)后的傳輸方案二,1號(hào)激光器數(shù)據(jù)傳輸采用以太網(wǎng)的有線傳輸方式;2號(hào)激光器則采用了電纜線接MOXA高速數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換卡的方式,示意圖
傳輸效果:在改進(jìn)后的方案二中,1號(hào)激光器的數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性和穩(wěn)定性得到了明顯改善,數(shù)據(jù)傳輸中斷的現(xiàn)象得到了解決,滿足了系統(tǒng)的需求。采用了電纜線接MOXA高速數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換卡的2號(hào)激光器,傳輸速率可達(dá)500K波特率,激光器的數(shù)據(jù)能夠全部獲取,無丟失現(xiàn)象,每秒獲取的數(shù)據(jù)為37~38條,也滿足了傳輸量的需求。
不足之處:由于當(dāng)前的傳輸距離有250米左右,而網(wǎng)線的適合傳輸距離在100米以內(nèi)比較合適。而且,普通網(wǎng)線僅適合作為室內(nèi)傳輸線,在室外環(huán)境下,對(duì)傳輸線的強(qiáng)度、耐老化、信號(hào)屏蔽、防雷擊等都有較高的要求,因此本方案如作為長期室外傳輸線并不適合。
為增強(qiáng)本系統(tǒng)的適應(yīng)性,減少各種外界環(huán)境因素對(duì)本系統(tǒng)的影響,有利于系統(tǒng)的產(chǎn)品化實(shí)施,我們?cè)O(shè)計(jì)了傳輸方案三。
傳輸方案三:
傳輸方案:本案是在方案二的基礎(chǔ)上,采用一條光纖替代數(shù)據(jù)線和電纜線的傳輸。
本案優(yōu)點(diǎn):
(1)傳輸距離遠(yuǎn),可達(dá)數(shù)公里至數(shù)十公里;
(2)適合野外環(huán)境,強(qiáng)度高、耐老化,由于是光傳播,因此不受周圍環(huán)境對(duì)信號(hào)的干擾,也不受雷電等惡劣環(huán)境的影響;
(3)傳輸帶寬大,可使用一條線路傳輸2臺(tái)設(shè)備的數(shù)據(jù),簡化了系統(tǒng)部署;
(4)具有穩(wěn)定性好,傳輸距離遠(yuǎn),傳輸帶寬大等優(yōu)點(diǎn),為整個(gè)系統(tǒng)的產(chǎn)品化的實(shí)施提供了有利條件。
探討
1、三種傳輸方案的比較
2、結(jié)論
方案一的數(shù)據(jù)傳輸方法,雖然具有線路安裝簡單、造價(jià)低的優(yōu)點(diǎn),但由于受傳輸距離和安裝環(huán)境等因素的影響,無線傳輸易出現(xiàn)不定時(shí)的中斷,無法滿足系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和穩(wěn)定性的要求。同時(shí),由于2號(hào)機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸量較大,采用通訊電纜RS422方式的傳輸方式,無法滿足數(shù)據(jù)傳輸量的需求,系統(tǒng)易出現(xiàn)數(shù)據(jù)積壓或丟失的現(xiàn)象。
改進(jìn)后的方案二傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量可達(dá)到500K波特率,同時(shí),數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性和穩(wěn)定性得到了改善,數(shù)據(jù)傳輸中斷的現(xiàn)象得以解決,滿足了激光傳感器對(duì)船舶交通量觀測(cè)系統(tǒng)的需求。
方案三的帶寬達(dá)到了100M,且具有傳輸距離遠(yuǎn)、不受野外環(huán)境因素的影響、穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn),是目前基于激光傳感器船舶交通量觀測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖罴褌鬏敺桨浮?/p>
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