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基于AdHoc網(wǎng)絡的船舶通信終端顯示系統(tǒng)研究
摘要：隨著海上通信業(yè)務的快速發(fā)展，對通信顯示系統(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獲取，在此基礎上采取相應的應對措施以保證船舶安全穩(wěn)定運行。本文主要對Ad Hoc網(wǎng)絡的相關概述、以Ad Hoc網(wǎng)絡為基礎的通信顯示系統(tǒng)設計思路進行探析。
關鍵詞：Ad Hoc網(wǎng)絡 顯示系統(tǒng) 設計 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)務多等優(yōu)勢，但實際應用下發(fā)現(xiàn)其在傳輸中具有較大的延時且產(chǎn)生極高的通信費用。以VHF通信為例，當異常情況發(fā)生時，其通信信號傳輸很難保障。在此背景下便引申出以Ad Hoc網(wǎng)絡為基礎的系統(tǒng)，通過實踐研究發(fā)現(xiàn)可起到良好的效果。因此，對以Ad Hoc網(wǎng)絡為基礎的系統(tǒng)設計研究具有十分重要的意義。
一、Ad Hoc網(wǎng)絡的相關概述
Ad Hoc網(wǎng)絡應用下，其既可充當主機又可發(fā)揮路由器的作用。其中在路由器方面，要求做好相關路由協(xié)議的設計工作，而在主機方面運行過程中主要為用戶提供相應的應用程序。整個Ad Hoc網(wǎng)絡下，通常由多跳構成節(jié)點間路由，但因無線傳輸不具備較長的距離，以此需要發(fā)揮中間節(jié)點作用以使通信過程得以完成，因此對該網(wǎng)絡又可稱為對等網(wǎng)絡。從Ad Hoc網(wǎng)絡應用下相關內(nèi)容看，在用于顯示系統(tǒng)設計中應注意以下幾方面問題：①網(wǎng)絡體系結(jié)構。其作用在于的支持QoSd的同時可使多種業(yè)務得以完成;②信道接入技術。需考慮如何使無線信道進行接入，確保其能夠?qū)⒈┞痘螂[藏終端等問題進行解決;③路由協(xié)議問題。Ad Hoc網(wǎng)絡在船舶顯示系統(tǒng)中在節(jié)點協(xié)議方面多以多跳路由為主，不具備較強 專用性，需要進行重新設計以滿足終端設計需求;④QoS保證。要求在顯示系統(tǒng)設計過程中考慮將相應的機制向不同層進行提供;⑤安全性問題。盡管船舶顯示系統(tǒng)中Ad Hoc網(wǎng)絡可發(fā)揮突出性作用，但其應用中易被探聽或攻擊，要求做好安全設計工作[1]。
二、以Ad Hoc網(wǎng)絡為基礎的顯示系統(tǒng)設計思路
2。1系統(tǒng)整體設計思路
船舶通信系統(tǒng)設計過程中主要從四方面內(nèi)容考慮。首先做好輸入子系統(tǒng)設計，在RS232接口下使相關的船舶位置、編號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)庫中進行存儲。其次，在路由計算子系統(tǒng)設計方面。要求引入Visual C++，計算過程中主要采用多跳通信路由計算方式為主，將AODV、DSDV、DSR等路由協(xié)議進行計算。再次，顯示子系統(tǒng)設計。其功能在于對海域信息進行仿真，結(jié)合具體船舶相關信息將傳播位置以及通信路由狀態(tài)進行顯示。最后，在分析子系統(tǒng)設計方面，結(jié)合所有計算與仿真結(jié)果進行路由節(jié)點與通信信息的分析，確保以通信時保持最佳的路由協(xié)議。但需注意系統(tǒng)設計中Ad Hoc網(wǎng)絡參數(shù)需滿足系統(tǒng)設計要求，才可使各子系統(tǒng)功能得以發(fā)揮。
2。2信息輸入系統(tǒng)設計
以Ad Hoc為基礎的系統(tǒng)設計，主要可從兩方面著手。第一，從RS—232串口角度。設計中可在串口中引入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)以及其他相關串口通信組件方面著手。第二，在信息提取中GPS的應用。通常提取船位信息中GPS可輸出的數(shù)據(jù)主要以二進制或十進制ASCII碼為主。信息獲取后需要進行位置信息的計算并利用相關協(xié)議完成封裝，在此基礎上輸入系統(tǒng)會通過串口完成信息提取處理工作[2]。
2。3路由計算子系統(tǒng)具體設計
該部分在設計過程中要求引入Visual C++軟件，使多跳路由得以提供。具體設計過程中首先需從DSDV路由協(xié)議方面著手。可根據(jù)節(jié)點周期性路由進行更新分組，若序列號相等要求以跳數(shù)少的路由為主，而較大序列號下要求以序列號更新的路由為主。同時，對于目的節(jié)點，其與源節(jié)點進行通信中，需要對源節(jié)點路由表進行檢查，確保路由表能夠?qū)⑿畔⑾蚰康墓?jié)點發(fā)送。其次，在DSR路由協(xié)議設計方面，通信中需要路由將源節(jié)點相關信息如請求ID或目的節(jié)點地址進行記錄，在路由器向中間節(jié)點發(fā)送請求信息后，路由將記錄其節(jié)點位置，此時路由跳數(shù)應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)點是否存在，假定目的節(jié)點不存在需要結(jié)合ID與源節(jié)點地質(zhì)進行請求信息的判斷，而是目的節(jié)點的情況下需將響應報文進行發(fā)送，對短距離且少跳數(shù)的路由作為最佳路由。
2。4顯示系統(tǒng)設計
設計中應注意作為系統(tǒng)基礎，終端顯示平臺應將船舶位置、仿真還吐以及通信路由顯示出來，這樣船舶相關人員對傳播信息的了解將更為直觀。且在電子海圖的應用下，顯示系統(tǒng)在維護與升級方面都較為容易。具體設計中在保證坐標轉(zhuǎn)換合理的基礎上，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，設計過程中可考慮應用兼容性較好的MenDC，其畫圖過程僅需在內(nèi)存中完成。而在船位信息方面，設計過程中主要需保證GPS功能得以發(fā)揮，將相關的數(shù)據(jù)利用計算機程序進行編寫，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)三種路由計算結(jié)果，要求對其中節(jié)點進行連接，在此基礎上結(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)絡為基礎的系統(tǒng)設計是保證船舶通信水平提高的重要途徑。實際設計中應正視Ad Hoc網(wǎng)絡的基本內(nèi)涵，明確系統(tǒng)設計的整體思路，從輸入系統(tǒng)、路由計算系統(tǒng)以及顯示系統(tǒng)等方面進行設計，以此是整個通信系統(tǒng)作用得以發(fā)揮。
參考文獻：
[1]朱兆明�；贕PS/Ad Hoc網(wǎng)絡的定位系統(tǒng)的應用研究[D]。南京理工大學，2010。
[2]黃瑩�；贏d Hoc網(wǎng)絡的船舶通信終端顯示系統(tǒng)[D]。大連海事大學，2010。
[3]楊劍波。多模智能終端在異構無線網(wǎng)絡中的垂直切換技術研究[D]。解放軍信息工程大學，2013。
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