舰船电子信息远程传输控制技术探析

摘要:针对当前舰船电子信息远程传输控制技术，定位水声信号存在偏差，导致舰船电子信息丢包率和返包率较高的问题，提出嵌入式舰船电子信息远程传输控制技术。利用声载波、水声通信舰船源信号，选取4个水声换能器，并联组成声学基阵，计算目标声源测向角度，噪声定位电子信息水声信号。令基阵接收的源信号转换为数字信号，预处理后进行压缩加密处理，利用PCI总线技术，传输电子信息的密文流至接收端口，解密后获得电子信息明文流，实现嵌入式舰船电子信息远程传输控制。实验结果表明，设计技术能够有效减少丢包率和返包率，充分保证舰船电子信息远程加密传输的稳定性。

关键词：嵌入式；舰船电子信息；远程传输；传输控制；水声信号；数据加密

0引言

目前市场需求和技术发展，船用网络开始逐步应用电子信息技术，因此，对舰船电子信息远程传输控制技术进行研究，构建船用通信网络，对舰船远程传输的通信技术进行完善，保证信息传输的高效性、准确性和安全性，具有重要意义[1]。文献[2]搭建远程传输网络模块，利用抽样定理，在传输信道中设置增益设备，放大并还原信号，对加密信号进行解释，发送给信息远程接收端，同时通过遥控设备，调整信号接收时间，避免信号失真，但该方法未对增益设备进行负增益处理，存在丢包率和返包率较高的问题。针对这一问题，提出嵌入式舰船电子信息远程传输控制技术设计，增加舰船网络远程传输的质量。

1嵌入式舰船电子信息远程传输控制技术

1.1定位舰船电子信息水声信号

定位舰船电子信息水声信号，将源信号转换为数字信号。首先构建嵌入式舰船电子信息远程传输的总将包含舰船信息的物理信号和电信号，作为需要远程传输的信息源，利用声载波，对舰船源信号进行水声通信，利用4个水声换能器，并联布置成一个声学基阵，对水声信号进行采集，噪声定位水声电子信息。电子信息定位过程如图2所示。a1a2a3a4b，cd图中，点A为电子信息目标声源，，，，分别为4个传声器；为方位角；为目标测距。则电子信息定位的单频脉冲信号为：Q=B√12h[K(a1)+K(a2)+K(a3)+K(a4)]2，(1)BhK(a1)K(a2)K(a3)K(a4)ϕ其中，为舰船电子信息的频谱调制幅度，为初始水声电子通信频率，，，，分别为声源到4个传声器间的声程差[3]。计算目标声源测向角度，公式为：ϕ=−2dcos2csin2b。(2)利用时域信号翻转技术，对基阵接收的单分量信号，进行随机分布的盲卷积，在短时间内增益调整信号。然后构建嵌入式舰船的信息处理端口，实时检测模拟信号，把源信号转换为A/D分辨率的数字信号，得到电流信号数字量，再对电子信息的数字信号进行存储。至此完成舰船电子信息水声信号的定位。

1.2远程加密传输舰船电子信息

UG预处理存储的数字信号，对其进行远程加密传输。复制存储的电子信息数据，利用收发转换电路，完成放大、滤波等操作，并通过冲突检测和协调，修改电子信息，确保数据格式的规范性。利用多小波的阈值压缩算法，编码信源和信道，生成一个尺度函数，对数字信号进行多小波分解和重构，压缩电子信息数据。多小波的分解函数与重构函数公式为：nInFnPVWj其中：为多小波的维数，为n×n的维系数矩阵，为n×n的尺度矩阵；，分别为维系数矩阵和尺度矩阵的频域；，分别为多小波分解和重构的低频系数、高频系数。通过公式（3），保证多小波函数之间的正交，去除电子信息中的冗余量，令少量数据传递出最多的信息量。采用混沌比特序列，分割电子信息数据，把数据代入混沌序列，一一映射后进行迭代，控制迭代次数，改变每个电子信息的数据值，然后通过设备ID和秘密值的不同组合方式，创建超轻量级的流加密密钥。电子信息处理端口使用加密算法，对密钥流的明文流进行加密，公式为：{ZiiMiMi−1ii−1Eiiαβ其中：为第条电子信息的密文流；，分别为第条和条电子信息的明文流；为第条明文流对应的密钥流，为设备ID的唯一标识码，为设备秘密值[4]。利用PCI总线技术，实现人机通信，对数字信号进行传输，把密文流发送至电子信息接收端口，对接收到的密文流进行解密，解密算法如下：远程接收端口获取电子信息的明文流，对明文流中的标志位进行验证，判断密钥流是否解密成功，若解密未成功，则重新发送密文流，直至电子信息解密完整。

2实验分析

将此次设计技术，与文献[2]电子信息远程传输控制技术，进行对比实验，比较2组技术远程传输电子信息时的丢包率和返包率。

2.1实验准备

将仿真测试建立在OPNETModeler14.6嵌入式软件中，电子信息处理端口和远程传输接收端口，都配置1.90GHz主频、3.0GB内存的计算机，设置仿真参数如表1所示。使用MQTT通信协议，向接收端口发送一定量的数据包，通过水声信息采集和数据通信，令接收端口订阅并存储数据包。数据内容包括舰船角度、转速、温度，输出的电子信息水声信号如图3所示。

2.2实验结果

连续输出电子信息水声信号30min后，将数据长度作为测试条件，控制数据长度在200～2000Byte。统计信息数据丢包率，实验结果如表2所示。可知，设计技术平均丢包率为0.189%，文献[2]技术平均丢包率为0.346%，相比文献[2]技术，设计技术丢包率减少了0.157%。针对加密的电子信息数据包，若连续解密仍未成功，则对数据包进行返回，统计信息数据返包率，实验结果如表3所示。可知，设计技术平均返包率为0.222%，文献[2]技术平均返包率为0.490%，相比文献[2]技术，设计技术返包率减少了0.268%。综上所述，此次设计技术远程传输电子信息数据包时，相比文献[2]技术，减少了丢包率和返包率，丢包量和返包量明显减少，充分保证了信息加密传输的稳定性。3结语此次研究针对嵌入式舰船电子信息，设计一组远程传输控制技术，提高了信息加密传输的稳定性。但此次设计技术仍存在一定不足，在今后的研究中，将会改进电子信息的上传方式，进一步增加信息数据的存储能力。

参考文献：

[1]谢马庆.通信信息工程的传输与接入网技术研究[J].通讯世界,2020,27(2):130–131.

[2]伍求礼.电子信息系统中信息传输控制技术[J].通信电源技术,2019,36(4):221–222.

[3]张新,张怀,蒋励.基于nRF24L01无人船舰数据传输系统的时钟同步[J].西安邮电学院学报,2019,24(3):38–43.

[4]黄一,王鸿东,程锋瑞,等.基于时序数据库的无人船信息管理系统设计与性能测试[J].中国舰船研究,2019,14(4):161–166.

作者:邓柳 单位:长江职业学院