基于AdHoc網(wǎng)絡(luò)的船舶通信終端顯示系統(tǒng)研究
摘要：隨著海上通信業(yè)務(wù)的快速發(fā)展，對(duì)通信顯示系統(tǒng)也提出更高的要求。尤其尤其海上航行遇險(xiǎn)或出現(xiàn)突發(fā)情況后，都需依托于無線通信以使航信信息得以及時(shí)獲取，在此基礎(chǔ)上采取相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施以保證船舶安全穩(wěn)定運(yùn)行。本文主要對(duì)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)概述、以Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的通信顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路進(jìn)行探析。
關(guān)鍵詞：Ad Hoc網(wǎng)絡(luò) 顯示系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 海上通信
近年來用于海上通信的衛(wèi)星系統(tǒng)盡管具有通信質(zhì)量較高、覆蓋范圍廣且業(yè)務(wù)多等優(yōu)勢(shì)，但實(shí)際應(yīng)用下發(fā)現(xiàn)其在傳輸中具有較大的延時(shí)且產(chǎn)生極高的通信費(fèi)用。以VHF通信為例，當(dāng)異常情況發(fā)生時(shí)，其通信信號(hào)傳輸很難保障。在此背景下便引申出以Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的系統(tǒng)，通過實(shí)踐研究發(fā)現(xiàn)可起到良好的效果。因此，對(duì)以Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究具有十分重要的意義。
一、Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)概述
Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用下，其既可充當(dāng)主機(jī)又可發(fā)揮路由器的作用。其中在路由器方面，要求做好相關(guān)路由協(xié)議的設(shè)計(jì)工作，而在主機(jī)方面運(yùn)行過程中主要為用戶提供相應(yīng)的應(yīng)用程序。整個(gè)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)下，通常由多跳構(gòu)成節(jié)點(diǎn)間路由，但因無線傳輸不具備較長(zhǎng)的距離，以此需要發(fā)揮中間節(jié)點(diǎn)作用以使通信過程得以完成，因此對(duì)該網(wǎng)絡(luò)又可稱為對(duì)等網(wǎng)絡(luò)。從Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用下相關(guān)內(nèi)容看，在用于顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意以下幾方面問題：①網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。其作用在于的支持QoSd的同時(shí)可使多種業(yè)務(wù)得以完成;②信道接入技術(shù)。需考慮如何使無線信道進(jìn)行接入，確保其能夠?qū)⒈┞痘螂[藏終端等問題進(jìn)行解決;③路由協(xié)議問題。Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)在船舶顯示系統(tǒng)中在節(jié)點(diǎn)協(xié)議方面多以多跳路由為主，不具備較強(qiáng) 專用性，需要進(jìn)行重新設(shè)計(jì)以滿足終端設(shè)計(jì)需求;④QoS保證。要求在顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中考慮將相應(yīng)的機(jī)制向不同層進(jìn)行提供;⑤安全性問題。盡管船舶顯示系統(tǒng)中Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)可發(fā)揮突出性作用，但其應(yīng)用中易被探聽或攻擊，要求做好安全設(shè)計(jì)工作[1]。
二、以Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路
2。1系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)思路
船舶通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中主要從四方面內(nèi)容考慮。首先做好輸入子系統(tǒng)設(shè)計(jì)，在RS232接口下使相關(guān)的船舶位置、編號(hào)以及指令等得以獲取，且在完成GPS數(shù)據(jù)處理后在數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行存儲(chǔ)。其次，在路由計(jì)算子系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面。要求引入Visual C++，計(jì)算過程中主要采用多跳通信路由計(jì)算方式為主，將AODV、DSDV、DSR等路由協(xié)議進(jìn)行計(jì)算。再次，顯示子系統(tǒng)設(shè)計(jì)。其功能在于對(duì)海域信息進(jìn)行仿真，結(jié)合具體船舶相關(guān)信息將傳播位置以及通信路由狀態(tài)進(jìn)行顯示。最后，在分析子系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面，結(jié)合所有計(jì)算與仿真結(jié)果進(jìn)行路由節(jié)點(diǎn)與通信信息的分析，確保以通信時(shí)保持最佳的路由協(xié)議。但需注意系統(tǒng)設(shè)計(jì)中Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)參數(shù)需滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，才可使各子系統(tǒng)功能得以發(fā)揮。
2。2信息輸入系統(tǒng)設(shè)計(jì)
以Ad Hoc為基礎(chǔ)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，主要可從兩方面著手。第一，從RS—232串口角度。設(shè)計(jì)中可在串口中引入VC++軟件，其作用在于使船舶信息得以讀取并做好控制語言工作。具體在windows環(huán)境中，利用該接口進(jìn)行數(shù)據(jù)的獲取多從其中API通信函數(shù)、端口函數(shù)以及其他相關(guān)串口通信組件方面著手。第二，在信息提取中GPS的應(yīng)用。通常提取船位信息中GPS可輸出的數(shù)據(jù)主要以二進(jìn)制或十進(jìn)制ASCII碼為主。信息獲取后需要進(jìn)行位置信息的計(jì)算并利用相關(guān)協(xié)議完成封裝，在此基礎(chǔ)上輸入系統(tǒng)會(huì)通過串口完成信息提取處理工作[2]。
2。3路由計(jì)算子系統(tǒng)具體設(shè)計(jì)
該部分在設(shè)計(jì)過程中要求引入Visual C++軟件，使多跳路由得以提供。具體設(shè)計(jì)過程中首先需從DSDV路由協(xié)議方面著手。可根據(jù)節(jié)點(diǎn)周期性路由進(jìn)行更新分組，若序列號(hào)相等要求以跳數(shù)少的路由為主，而較大序列號(hào)下要求以序列號(hào)更新的路由為主。同時(shí)，對(duì)于目的節(jié)點(diǎn)，其與源節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信中，需要對(duì)源節(jié)點(diǎn)路由表進(jìn)行檢查，確保路由表能夠?qū)⑿畔⑾蚰康墓?jié)點(diǎn)發(fā)送。其次，在DSR路由協(xié)議設(shè)計(jì)方面，通信中需要路由將源節(jié)點(diǎn)相關(guān)信息如請(qǐng)求ID或目的節(jié)點(diǎn)地址進(jìn)行記錄，在路由器向中間節(jié)點(diǎn)發(fā)送請(qǐng)求信息后，路由將記錄其節(jié)點(diǎn)位置，此時(shí)路由跳數(shù)應(yīng)隨距離的增加而累加。最后，在AODV協(xié)議方面，其主要判斷目的節(jié)點(diǎn)是否存在，假定目的節(jié)點(diǎn)不存在需要結(jié)合ID與源節(jié)點(diǎn)地質(zhì)進(jìn)行請(qǐng)求信息的判斷，而是目的節(jié)點(diǎn)的情況下需將響應(yīng)報(bào)文進(jìn)行發(fā)送，對(duì)短距離且少跳數(shù)的路由作為最佳路由。
2。4顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)中應(yīng)注意作為系統(tǒng)基礎(chǔ)，終端顯示平臺(tái)應(yīng)將船舶位置、仿真還吐以及通信路由顯示出來，這樣船舶相關(guān)人員對(duì)傳播信息的了解將更為直觀。且在電子海圖的應(yīng)用下，顯示系統(tǒng)在維護(hù)與升級(jí)方面都較為容易。具體設(shè)計(jì)中在保證坐標(biāo)轉(zhuǎn)換合理的基礎(chǔ)上，需要從海圖、船位與路由信息顯示方面著手。其中在海圖信息方面，主要通過CDC的引入使屏幕顯示狀態(tài)得以控制，設(shè)計(jì)過程中可考慮應(yīng)用兼容性較好的MenDC，其畫圖過程僅需在內(nèi)存中完成。而在船位信息方面，設(shè)計(jì)過程中主要需保證GPS功能得以發(fā)揮，將相關(guān)的數(shù)據(jù)利用計(jì)算機(jī)程序進(jìn)行編寫，這樣船舶信息將以經(jīng)緯度信息形式存在，可使船位信息的顯示更為直觀。另外，在路由信息方面，根據(jù)三種路由計(jì)算結(jié)果，要求對(duì)其中節(jié)點(diǎn)進(jìn)行連接，在此基礎(chǔ)上結(jié)合船舶位置與跳數(shù)等使目的傳播信息得以推出，最后選擇最佳的路由，為船舶提供最優(yōu)路徑[3]。
三、結(jié)語
以Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)是保證船舶通信水平提高的重要途徑。實(shí)際設(shè)計(jì)中應(yīng)正視Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的基本內(nèi)涵，明確系統(tǒng)設(shè)計(jì)的整體思路，從輸入系統(tǒng)、路由計(jì)算系統(tǒng)以及顯示系統(tǒng)等方面進(jìn)行設(shè)計(jì)，以此是整個(gè)通信系統(tǒng)作用得以發(fā)揮。
參考文獻(xiàn)：
[1]朱兆明。基于GPS/Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的定位系統(tǒng)的應(yīng)用研究[D]。南京理工大學(xué)，2010。
[2]黃瑩。基于Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的船舶通信終端顯示系統(tǒng)[D]。大連海事大學(xué)，2010。
[3]楊劍波。多模智能終端在異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)中的垂直切換技術(shù)研究[D]。解放軍信息工程大學(xué)，2013。
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