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《海洋技术学报》2018,(5)
为实现国产HM2000型铱星浮标与岸站控制中心的双向通信功能,在分析HM2000铱星浮标通信机制的基础上,建立了铱星浮标与岸站之间的双向通信链路模型,铱星岸站数据收发器是这条链路的关键环节。文中设计了一种基于i.MX287系列ARM9微处理器和WinCE 6.0操作系统的嵌入式数据自动收发器,介绍了硬件电路、底层驱动及应用层软件设计。在实际应用中,该数据收发器工作稳定、运行可靠,能够自动登录邮箱服务器,实时接收铱星浮标上行数据,并转发给岸站控制软件。同时,中断接收来自岸站控制软件的串口指令,自动进行格式转换、数据打包、邮件发送等操作,完成对铱星浮标下行指令发送,确保铱星浮标与岸站之间通信链路畅通。 相似文献
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类型丰富、时空分辨率高的海洋探测数据,为信号分解和机器学习算法的应用提供了可能。本文针对如何建立有效的海温预测模型这一问题,使用高时空分辨率的海表温度(SST)融合产品,引入信号处理领域的集合经验模态分解(EEMD)和机器学习领域的自回归积分滑动平均模型(ARIMA)。首先利用最适于分解自然信号的EEMD方法,将海温数据分解成多个确定频率的序列;再利用ARIMA分别对各个频率的序列进行预测,最后将各个序列的预测结果进行组合。该方法在丰富数据的支撑下,比以往直接使用海温数据所建立的预测模型精度更高,为更好地进行海温预测提供了新方法。 相似文献
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针对舰船地震波信号的非平稳性,将希尔伯特–黄变换(HHT)应用于舰船地震波信号处理中, 并基于 Hilbert 能量谱提出舰船地震波信号实时检测算法。首先,对实测地震波信号进行 HHT 分析,获得信号的时频谱、边际谱、瞬时能量谱以及 Hilbert 能量谱。然后,基于舰船地震波信号 Hilbert 能量谱的特点,选取 Hilbert 能量谱中特定频带内的能量作为检测特征量,利用滑动窗截取数据更新特征量和相应的自适应阈值。 最终,根据一定的检测规则,提出了舰船地震波信号的实时检测算法。实测数据和仿真数据表明：该检测算法能够实时地完成对目标信号的检测,具有较远的检测距离,且在信噪比为–10 dB 时,检测概率达到 100%。 相似文献
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当今WiFi技术迅速发展,WiFi设备的种类和数量随之急剧增长,但WiFi设备识别这方面的研究并不多,仅有的一些研究也过多的依靠beacon节点主动搜集无线信号的方式开展。本文基于非侵入式监测搜集的WiFi信号数据,提出了一种WiFi设备类型的识别机制。通过监测WiFi通信过程中的技术参数,如接收信号强度(Received Signal Strength,RSS)、MAC地址(Media Access Control Address)、通信时间戳等,我们分析提取各类WiFi设备的特征,构建特征向量,然后运用机器学习中相对成熟的分类算法实现对常见无线设备如手机、笔记本电脑和无线路由器的分类。实验结果表明,本文提出的设备类型识别机制使用不同分类算法进行层次化分类后,均可达到较好的效果。 相似文献
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水温预测是保障近海渔业生产和环境安全的关键技术。现有的数值模型开发成本大,业务化应用不足。本文提出了一种集成差分回归（Differential Regression, DR）和可迁移长短期记忆网络（Transferable Long Short-Term Memory, TLSTM）的水温预测方法。以厦门湾（源域,数据多）和三沙湾（目标域,数据少）水温为研究对象,根据三沙湾在线监测水温和预报气温数据建立了DR模型,根据厦门湾长时间监测水温数据建立了TLSTM模型,采用变权算法将纯差分回归模型、混差分回归模型和TLSTM模型集成为三沙湾DR-TLSTM模型,对模型性能进行了评估,并与仅根据三沙湾少量监测数据建立的LSTM模型效果进行了对比。结果表明：（1） TLSTM模型的预测精度优于基于目标域少量数据建立的LSTM模型;（2） DR-TLSTM集成模型具有较高的预测精度,未来1～7 d预测的均方根误差为0.13～0.77℃,未来1～3 d预测的均方根误差小于0.4℃;（3） DR-TLSTM集成模型可有效预测水温骤升或骤降趋势,对水温突变点的预测均方根误差为0.29～1.09℃。基于本... 相似文献
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将分数阶傅氏变换引入地震数据空间预测滤波中,研究滤波效果与信号保真的最佳折衷.利用分数阶傅氏变换把信号旋转变换到任意1个角度时"频"平面,运用奇异值分解(SVD)方法求取空间预测滤波算子,实现预测滤波;通过数据相关系数和相对误差能量曲线评价滤波效果.研究结果表明,可以找到1个合适的分数阶域,使得分数阶域空间预测滤波能够在压制噪声和保留信号特征两方面达到最佳折衷,较一般f-x域预测滤波具有更大灵活性. 相似文献
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一种用于海洋综合观测浮标的多种通信方式集成系统 总被引：2，自引：2，他引：0
为了优化海洋综合观测浮标的通信系统,设计了一种通信方式集成系统,将多种通信模块进行集成管理,并在每个数据发送周期进行通信信号检测,经过比较选择最优的通信方式进行数据传输。该系统具有采集数据完整、数据冗余小、运行功耗低等优点,有效增强了浮标的通信能力,完善了原有通信系统的功能,并且后期还具备较强的可扩展性功能,如浮标舱内环境监测和独立定位等,进一步增强浮标的安全性。该系统已经完成12个月的海上试运行,系统运行稳定,功能达到预期,可满足海洋综合观测浮标对多种通信方式进行优化管理的需求。 相似文献
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为实现长期、连续、定点、低成本的上层海洋垂直剖面要素的准实时观测,提出了一种以STM32单片机(microcontroller unit,MCU)为主控器、采用国产温盐深传感器(conductivity temperature depth,CTD)和声学多普勒剖面流速仪(acoustic doppler current profilers,ADCP)等仪器进行剖面观测、搭载铱星通信模块或其他通信设备、适用于近海和远海的低功耗水下升降式准实时通信潜标控制系统设计方案。介绍了潜标的结构组成、控制系统硬件和软件设计,以及服务器接收软件的设计;实现了基于无线双向通信的数据补发机制和对潜标的远程控制;提出了一种适用于霍尔无刷直流电机(hall brushless direct current motor,HBLDCM)的堵转保护方法。近海和远海试验表明,该型潜标可以实现海洋垂直剖面的连续观测和数据的准实时传输,验证了潜标控制系统设计方案的可行性与稳定性。 相似文献
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对数据进行压缩、加密是解决海洋观测数据卫星传输通信费用高、数据安全性低等问题的有效手段。针对温盐深仪(Conductivity Temperture Depth,CTD)海洋观测数据,提出了一种新的加密算法——多重压缩加密算法。该算法结合数据特点,将数据压缩和加密技术结合在一起,不仅能对数据进行有效加密,同时还能对数据进行有效压缩。为保证数据解密时能够完全还原,算法需首先对整体数据进行误码检测,将数据分为误码区和正常数据区,然后对误码区保持原码不变,对正常数据区进行压缩加密编码。最后通过编程实现了该算法,并对算法的应用效果进行了测试。结果表明,该算法具有很好的压缩和加密效果。 相似文献
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当前,很多海洋监测平台利用卫星进行数据传输,卫星通信虽然有其自身的优点,但也存在一个突出的问题-通信费用高.针对通过卫星发送的海洋监测数据的特点,采用Huffman数据压缩技术对数据进行压缩,可以提高通信效率,降低通信费用.论文主要介绍了Huffman数据压缩技术原理以及如何将其应用到海洋监测平台的卫星数据通信中. 相似文献
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基于Newton法优化ARMA模型参数的船舶升沉运动预测研究 总被引：1，自引：1，他引：0
为解决波浪补偿系统中时延现象导致的控制性能下降问题,通过建立Newton-ARMA模型提前预测船舶升沉运动来消除时延现象。首先设计卡尔曼滤波器对船舶升沉运动加速度信号进行降噪滤波处理;然后使用加速度二次积分模块将加速度信号转换为位移信号;最后建立自回归滑动平均(ARMA)模型,并使用牛顿(Newton)法对模型参数进行优化,得到船舶升沉运动的Newton-ARMA预测模型。仿真结果表明,Newton-ARMA模型对船舶升沉运动的预测时间可达10 s,预测误差随着预测时间的增加而增大; Newton-ARMA模型对二级海况、三级海况和四级海况下的船舶升沉运动平均预测精度分别达到89.43%、88.53%以及87.78%,远高于ARMA模型对船舶升沉运动预测的精度,说明采用Newton法优化ARMA模型参数可以显著提高船舶升沉运动的预测精度,也即Newton-ARMA模型对控制波浪补偿系统时延具有较好的补偿效果。 相似文献
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针对复坡堤越浪量的计算问题,提出了采用随机森林算法预测越浪量的方法。首先,通过对欧洲CLASH数据集进行筛选,挑选出符合复坡堤越浪量预测的数据;其次,对数据做无量纲化处理,建立以随机森林为基础的复坡堤越浪量预测模型,并通过网格搜索(GridSearchCV)方法对模型进行调参以改善模型的性能;最后,利用决定系数R~2来评估模型的精度,并将随机森林模型与集成神经网络模型做了预测能力的对比,同时还给出了随机森林模型各个特征参数对预测精度的重要性。结果显示,随机森林模型的决定系数为92.7%,集成神经网络模型的决定系数为87.7%,表明随机森林模型对越浪量具有更强的学习和预测能力。通过对特征重要性的分析,墙顶高程对模型预测精度的影响最大,堤顶高程次之,堤脚宽度影响最小。 相似文献
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针对天然气水合物相平衡问题,文中提出用基于带动量因子的BP神经网络进行计算和预测。首先用遗传算法优化确定BP神经网络的结构和参数,得到最优化结构的神经网络;其次结合Levenberg-Marquart优化算法,建立天然气水合物相平衡计算及预测的神经网络模型;最后以实验测定的(CH4 CO2 H2S)三元酸性天然气水合物体系的平衡数据为训练和预测样本进行了计算。计算表明,预测结果与实验数据有良好的一致性,而且由于BP神经网络作为所谓的“纯粹”的算法不需要热力学模型,这对于相平衡计算是非常方便的,所以是研究天然气水合物相平衡计算及预测的一种新的有效方法。 相似文献
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基于灵敏度分析的海洋油气资源BP神经网络预测模型的优化 总被引：2，自引：2，他引：0
作者针对BP神经网络结构设计中存在的问题,提出利用灵敏度分析方法对BP神经网络预测模型进行优化。通过BP算法与参数灵敏度分析的结合,寻找网络输入属性与输出属性之间的影响因子;在保证精度的前提下优选网络输入属性,简化网络结构,以增强网络的泛化能力,减少人为主观因素对网络设计的影响。最后以海洋油气资源预测为例,结合实测资料建立BP神经网络预测模型并进行了优化及预测精度评价,表明优化后的模型既能有效提高油气资源预测结果的稳定性,又不损失预测精度。 相似文献
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采用陆基围隔实验法,对草鱼(Ctenopharyngodon idellus)、鲢鱼(Hypophythalmichthys molitrix)和鲤鱼(Cyprinus carpio)不同混养系统的能量收支和转化效率进行了研究。实验共设置7个处理组,分别为草鱼单养(G)、草鱼和鲢鱼二元混养(GS)、草鱼和鲤鱼二元混养(GC)以及草鱼、鲢鱼和鲤鱼按照不同比例放养的三元混养(GSC1、GSC2、GSC3和GSC4)。研究结果表明,实验期间各系统接收的总太阳辐射能为4 970MJ.m-2;光能利用率在0.25%～0.33%之间,各处理组之间差异显著(P<0.05);光合能转化效率以草鱼单养组最低,且与GS、GSC2、GSC3和GSC4处理组之间差异显著(P<0.05);各混养组与草鱼单养组相比,总能量转化效率分别提高了43.51%、11.62%、30.16%、64.30%、38.49%和61.90%,其中,以GSC2为最高,GSC4次之;单位净产量耗饲料能以单养草鱼组最高,显著高于GS、GSC2和GSC4处理组(P<0.05);各处理组沉积能量在3.42～17.73MJ.m-2之间,各处理组间差异显著(P<0.05),各组沉积能量占总投入能量的比例分别为30.92%、12.18%、39.08%、29.43%、28.90%、28.87%和29.80%。本研究结果表明,不同食性鱼类混养系统能够提高光合能转化效率和总能量利用率,降低沉积能量,从而有效提高系统对输入能量的利用效率。 相似文献
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本文基于长江口及其邻近海域2015年3月和7月的现场调查数据,选取水温、盐度、总氮(TN)、总磷(TP)、溶解氧和有色溶解有机物(CDOM)特征吸收系数aCDOM(355)、aCDOM(455)作为输入变量,叶绿素a浓度作为输出变量,应用支持向量机回归(SVR)算法建立模型并预测长江口邻近海域叶绿素a的浓度。结果表明,SVR构建的叶绿素a预测模型得到的预测值和实测值有很好的一致性,在0.01的显著性水平下,训练集和验证集的Pearson相关性系数分别达到0.886和0.840,均方误差MSE分别为0.024 0和0.041 8,能够较为准确预测叶绿素a浓度,研究结果可为我国近海生态环境监测提供技术支持。 相似文献