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远洋渔业船舶机舱监测报警系统关键技术研究

远洋渔业船舶机舱监测报警系统关键技术研究

作者：许正文上海海洋大学

学位级别：硕士

随着科技的日新月异,社会各个行业也随之快速变化,智能化程度不断提高,船舶航运业也是如此。船舶是一种重要的运输工具,船舶的安全性是船舶发展的重要方面。船舶信息化和智能化,对于提升船舶安全性具有重要意义。船舶监控系统对于船舶... 详细信息

随着科技的日新月异,社会各个行业也随之快速变化,智能化程度不断提高,船舶航运业也是如此。船舶是一种重要的运输工具,船舶的安全性是船舶发展的重要方面。船舶信息化和智能化,对于提升船舶安全性具有重要意义。船舶监控系统对于船舶航行安全十分重要,是船舶监控信息综合系统不可或缺的组成部分。目前,船舶监控系统的开发已经引起了足够的重视,相关的应用研究也逐步展开。同时,船舶机舱监测系统已经在无线局域网下实现了数据图形和视频的传输。在船舶上应用无线数据传输技术可以使船舶的机械设备与外界进行信息交换,从而提高船舶的安全可靠性,降低事故发生率。船舶机舱监测报警系统可以实现船舶机械设备的实时监控,从而减少船舶管理人员的工作量,提高船舶管理效率。近年来,随着物联网、万物互联技术的成熟应用,船联网的有关概念也随着被提出。船联网是在物联网、万物互联的技术基础上,将现代通信技术应用到船舶上,其发展前景十分广阔,并正在成为越来越多学者研究的热点方向。不断发展并日趋成熟的船联网技术,会促进更多不同类型的智能船舶监控和报警系统的诞生。本文对船舶机舱监测报警系统中的关键技术进行了深入研究,在此基础上,提出了一种基于无线网络数据传输的船舶机舱监测报警系统。船联网在一定程度上借鉴于物联网和万物互联,可以极大的提高船舶自动化进程。随着船联网技术的发展,越来越多的智能船舶监控系统将应运而生。因此,将其引入到船舶机舱监测报警系统对促进我国航运业发展具有重要作用和深远意义。本文主要介绍了国内外关于物联网技术以及船联网相关领域的研究现状和发展趋势。在深入研究船舶机舱监测报警系统关键技术的基础上,提出了一种基于无线网络的船舶机舱监测报警系统。在分析研究了国内外船舶机舱监测的现状和船舶机舱环境的实际需求后,对船舶监测报警系统的总体结构进行了研究设计。系统主要由远程监控模块(传感器节点和协调器)、服务端、应用终端组成,利用无线网络实现数据通信。系统基于嵌入式技术和模块化设计思想,分为硬件平台和软件平台。远程监控模块的设计采用嵌入式技术,包括多个Zig-Bee节点模块。Zig-Bee节点模块搭载传感器监测船舶设备的油温、转速、压力等机舱环境参数,然后将数据上传到协调器,再由协调器上传到服务端,并将数据存储于服务端上搭建的数据库中,以实现后期数据调用。系统可以实现对船舶机舱内部参数的远距离监控和实时显示,并且根据需要,船舶管理人员可以通过客户端对船舶各项设备参数进行设置。在数据传输层,由于船舶机舱内传感器节点能量有限,通过引入信任与权重机制的数据融合模型,系统对传感器采集到的数据进行预处理,筛除重复和异常的数据,减少数据传输次数,降低能量损耗,提高数据的可靠性。船舶在海上航行环境相对较差,由于各种外部因素,如环境突变、能量耗尽、设备损坏等,传感器节点可能产生不可靠数据。通过对传感器的信任和权重分配,减少数据冗余和错误。无线局域网的建设体现了船舶网络化、互联互通的趋势,实现了船舶节点之间的信息共享,提高了系统的灵活性,减少了船舶的接线,方便了网络的组织,同时也方便了船舶的维护和管理工作。文章介绍了船联网系统的硬件结构及软件设计,详细描述了系统中的数据采集模块、通信模块和网络管理模块的功能,通过算法模型提高数据可靠性。

关键词：船舶机舱 Zig-Bee 远程监控数据融合无线局域网

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发展我国自主电波事业的若干建议

中国科学基金 2022年第6期36卷 963-971页

作者：许正文薛昆赵海生吴健中国电波传播研究所电波环境特性及模化技术重点实验室青岛266107

本文从国内外进展、政策与形势、问题与挑战等不同层面,分析了国家重大信息基础设施和应用系统对电波环境与电波传播的发展需求,分析阐述了电磁波领域发展面临的基础科学问题和关键技术,进一步探讨提出了“自主电波”的概念和内涵,包含... 详细信息

本文从国内外进展、政策与形势、问题与挑战等不同层面,分析了国家重大信息基础设施和应用系统对电波环境与电波传播的发展需求,分析阐述了电磁波领域发展面临的基础科学问题和关键技术,进一步探讨提出了“自主电波”的概念和内涵,包含三个层次,即:电波环境数字化,传播行为透明化,应用服务自主化。最后,提出了发展思路和建议,以期促进电波领域在新时代的跨越发展。

关键词：前沿信息技术电磁波电波传播电波环境电磁频谱

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液相串联质谱在妇幼健康领域的应用与挑战

中华预防医学杂志 2022年第10期56卷 1520-1526页

作者：刘琳许正文孟兰兰卢一凡翟燕红曹正首都医科大学附属北京妇产医院北京妇幼保健院检验科&临床质谱检验中心北京10002

液相串联质谱技术具有高灵敏度、高特异性、高通量等特点, 可以准确、高效的检测维生素、胆汁酸、类固醇激素、代谢小分子等人体内水平的变化。液相串联质谱技术作为预防医学中筛查、诊断疾病的一种有效手段, 在妇幼健康方面广泛应用, ... 详细信息

液相串联质谱技术具有高灵敏度、高特异性、高通量等特点, 可以准确、高效的检测维生素、胆汁酸、类固醇激素、代谢小分子等人体内水平的变化。液相串联质谱技术作为预防医学中筛查、诊断疾病的一种有效手段, 在妇幼健康方面广泛应用, 有效降低妇幼疾病的发生率, 提高我国妇幼人群的健康水平。目前质谱技术在我国面临着许多挑战, 但同时也有诸多机遇。本文将阐述液相串联质谱技术在妇幼健康领域的代表性应用方向, 并讨论临床实验室开展质谱检测遇到的主要一些问题。

关键词：串联质谱妇幼健康服务临床实验技术

创新研究群体:吴健张明高萧佐董庆生焦培南甄卫民赵振维王先义张东和李清亮许正文研究方向:空间天气对综合孔径雷达性能影响的理论研究

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科技和产业 2002年第7期2卷 30-44页

作者：吴健张明高萧佐董庆生焦培南甄卫民赵振维王先义张东和李清亮许正文中国科协学会学术部

创新研究群体的构成 1.研究群体的研究方向该研究群体的研究方向是空间天气对空间信息传输链路影响的研究,包括卫星到地面、卫星到卫星的信息传输链路。所涉及的卫星业务有通信、导航/定位/授时、探测等。从信息传输环境的角度分,包括... 详细信息

创新研究群体的构成 1.研究群体的研究方向该研究群体的研究方向是空间天气对空间信息传输链路影响的研究,包括卫星到地面、卫星到卫星的信息传输链路。所涉及的卫星业务有通信、导航/定位/授时、探测等。从信息传输环境的角度分,包括电离层等离子体对空间信息传输链路的影响和非电离大气对信息链路的影响,其中的基础研究问题包括电离层等离子体和非电离大气的各种尺度的变化对无线电信号的幅度、相位、极化的影响,以及建立在理论和经验模型上的效应预测、预报方法的研究。具体的研究内容包括:

关键词：创新研究群体研究方向空间天气综合孔径雷达性能影响理论研究

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基于星载SAR信号的TEC反演新方法

地球物理学报 2014年第11期57卷 3570-3576页

作者：王成张民许正文毛聪陈春西安电子科技大学物理与光电工程学院西安710071 中国电波传播研究所电波环境特性及模化技术重点实验室青岛266107 北京理工大学信息与电子学院北京100081

由于星载合成孔径雷达(SAR)系统工作于电离层之上,其信号不可避免地将受到电离层的影响.背景电离层以及电离层电子密度不规则体多重散射效应可引起距离向图像质量的下降,在强起伏情况下,多重散射效应对信号的延迟影响不可忽略.针对此问... 详细信息

由于星载合成孔径雷达(SAR)系统工作于电离层之上,其信号不可避免地将受到电离层的影响.背景电离层以及电离层电子密度不规则体多重散射效应可引起距离向图像质量的下降,在强起伏情况下,多重散射效应对信号的延迟影响不可忽略.针对此问题,本文提出了一种基于SAR回波信号的三频相位自适应TEC反演新方法,利用反演的结果对电离层的影响进行校正.给出了校正前后的点目标成像仿真,结果显示此方法充分考虑了多重散射效应引起的TEC估计误差,可以有效地补偿电离层对距离向成像的影响,提高了距离向点目标图像质量.

关键词：星载合成孔径雷达电子密度不规则体多重散射三频相位自适应

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曲靖地区电离层多参数变化特征

空间科学学报 2022年第6期42卷 1122-1128页

作者：代连东丁宗华杨嵩苗建苏许正文吴健中国电波传播研究所电波环境特性及模化技术重点实验室青岛266107 昆明电磁波环境国家野外科学观测研究站曲靖655500

利用电波环境观测网曲靖站电离层垂直探测仪数据(2008-2018),分析了该站电离层多参数(包括fmin,f_(0)E_(s),h’E_(s),f_(0)E,f_(0)F_(1),f_(0)F_(2),h’F,MUF(3000)F_(2)等)随太阳活动、季节、地方时的变化特征。结果表明,fmin,f_(0)E_(s),h’E_(s)随太阳活动变化不明显,f_(0)E,f_(0)F_(1),f_(0)F_(2),h’F,MUF(3000)F_(2)与太阳活动变化具有相关性,f_(0)F_(2)经常发生日落增强现象,同时各自具有独立性;与拉萨、乌鲁木齐地区f_(0)F_(2),h’F,f_(0)E_(s)变化特征对比,发现地方时与月份变化趋势相同,但是极值出现的位置有所不同,这可能与各地区的地理纬度和地形等因素有关;h’F夜间大于白天,在日出日落时段有突然上升现象,冬季的h’F一般都小于其他季节;MUF(3000)F_(2)与f_(0)F_(2)的变化特征相似,白天值高于夜晚值,春秋分季高于夏冬季,太阳活动高年日落后MUF(3000)F_(2)一直维持较高值并持续到03:00-04:00 LT。

关键词：曲靖电离层垂直探测仪参数特征

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空间等离子体云超视距电波传播特性研究

电波科学学报 2023年第6期38卷 1064-1073页

作者：张伟赵海生许正文郝书吉谢守志河南省科学院应用物理研究所有限公司郑州450008 中国电波传播研究所电波环境特性及模化技术重点实验室青岛266107 西安电子科技大学通信工程学院西安710071

通过在电离层中释放易电离金属物质人工生成空间等离子体云,可形成无线电波超视距传播的人工信道.基于人工空间等离子体云信道,可解决短波系统依赖于电离层状态的“靠天吃饭”问题,提升短波通信系统的抗干扰能力;亦可突破电离层的自然... 详细信息

通过在电离层中释放易电离金属物质人工生成空间等离子体云,可形成无线电波超视距传播的人工信道.基于人工空间等离子体云信道,可解决短波系统依赖于电离层状态的“靠天吃饭”问题,提升短波通信系统的抗干扰能力;亦可突破电离层的自然条件限制,拓展超视距传输的电磁频段范围,实现电波传播的新质能力.本文研究了Sm蒸气在电离层中的物理化学过程,建立了电离层Sm释放物理模型;仿真了空间等离子体云时空演化过程,利用射线追踪方法研究了空间等离子体云的超视距电波特性;建立了空间等离子体云全生命周期超视距散射模型,根据人工等离子体云电子密度强度及分布特性,将几何绕射理论引入人工等离子体云散射场的计算,研究了等离子体云地面散射场的时空变化特性.本文研究为人工空间等离子云超视距信息传输技术研究奠定了坚实基础.

关键词：电离层人工等离子体云超视距电波传播几何绕射理论(GTD)

曲靖非相干散射雷达功率剖面的初步观测与分析

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地球物理学报 2014年第11期57卷 3564-3569页

作者：丁宗华鱼浪代连东许正文吴健中国电波传播研究所青岛266107 中国科学院空间天气学国家重点实验室北京100190

介绍了非相干散射雷达功率剖面与电离层电子密度剖面之间的关系,给出了曲靖非相干散射雷达功率剖面的一些观测结果,结合电离层垂直探测数据,初步介绍了曲靖非相干散射雷达在夜间电离层波状扰动、低纬电离层异常区北驼峰位置、电离层电... 详细信息

介绍了非相干散射雷达功率剖面与电离层电子密度剖面之间的关系,给出了曲靖非相干散射雷达功率剖面的一些观测结果,结合电离层垂直探测数据,初步介绍了曲靖非相干散射雷达在夜间电离层波状扰动、低纬电离层异常区北驼峰位置、电离层电子密度日落增强和暴时变化等观测研究中的应用.本文结果丰富了对我国曲靖地区电离层空间天气特性的认识,显示了该雷达在我国低纬电离层空间天气观测研究中的良好应用前景.

关键词：非相干散射雷达电离层功率剖面电子密度

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用于空间试验的金属物质气化方法

空间科学学报 2022年第3期42卷 448-454页

作者：郑延帅邱扬薛昆许正文赵海生谢守志西安电子科技大学机电工程学院西安717071 中国电波传播研究所电波环境特性及模化技术国家重点实验室青岛266107

通过向电离层空间释放金属物质,形成高密度的等离子体云团,实现对电磁波反射与散射的方法,对于改善通信效果具有重要作用,是当前应急通信研究热点之一。根据气态形式释放金属才能充分与电离层相互作用生成电子密度增强区的原理,针对以... 详细信息

通过向电离层空间释放金属物质,形成高密度的等离子体云团,实现对电磁波反射与散射的方法,对于改善通信效果具有重要作用,是当前应急通信研究热点之一。根据气态形式释放金属才能充分与电离层相互作用生成电子密度增强区的原理,针对以往采用碱金属和碱土金属作为释放物,产生电子密度增强的机制主要是光致电离所带来的不足(白天效果明显,夜间效果较差),选用镧系金属作为新的释放物,并以镧系金属钐为例,建立了钛硼与钛碳两种自蔓延燃烧合成反应加热气化金属钐的理论模型。通过理论计算,确定了两种自蔓延合成反应体系加热气化金属钐的净放热量以及加热气化金属钐的最大效率。针对理论研究结果,对两种反应体系加热气化金属钐的方案开展试验研究,验证了理论分析的正确性,摆脱了电子密度增强主要依赖光致电离的缺点,提供了一种全天候释放电子密度的方法。

关键词：人工等离子体云团空间试验自蔓延燃烧合成镧系金属钐