智慧海洋通信網絡系統建設研究

蘇文

隨著智慧海洋應用范圍越來越廣，其信息覆蓋面積也越來越大，數據變化形式更為明顯，此時要求通信網絡必須具備高質量的需求，只有高速暢通網絡，才能實現不同地理位置之間信息的快速傳輸。通過引進海洋通信技術，能夠改善我國傳統系統受到電磁干擾而導致通信效果差的問題，結合我國海洋發展背景，增加相應經費投入，大力培養創新型人才，為提高信號質量提供設備支持。

一、網絡系統硬件結構設計

該總體架構是由數據庫層、分析層和應用層組成的，具體分析內容如下所示：

（一）數據庫層

數據庫層的設計就是為了存儲大量數據，通過最底層建立綜合數據層，為分析層提供精準數據，以此輔助通信網絡系統設計方案的實現。檔案數據庫服務結構是通信網絡為客戶端提供通信服務的記錄，該檔案是在電子檔案基礎上建立的，代替了傳統的紙質檔案，能夠滿足通信服務與信息管理需求，為檔案信息共享提供通信服務平臺，使工作人員能夠快速發現網絡存在的潛在故障隱患，可對其實時監控。

（二）分析層

該層次負責清洗大量信息資源，并從中剔除重復信息，將剩余的信息存儲在相應檔案之中，并對其進行分類處理，保證每個信息都能快速被找到；根據該層次內容，使用整合后的信息資源，并全部集中到神經網絡之中，并在已經建立好的信息資源庫基礎上，對通信網絡潛在的故障進行分類，其中包括單個集合中具體信息和相關設定方案；輸入的信息資源大都是以通信網絡運行情況為主的重要信息，依據該信息能夠對發送網絡信號進行采集與分析。

（三）應用層

該層次主要是將工作人員的維修信息輸入到系統之中，一旦系統出現故障問題，那么系統就會自動匹配出極高的解決方案，并在已經設計好的方案基礎上，輸入和提取相關數據，利用矩陣卷積運算能夠獲取大量通信網絡信息，通過該信息對系統進行維護。應用層主要是為客戶端設計的層次，能夠根據工組人員相關報告，獲取匹配度極高的的幾種解決方案，通過輸入故障特征信息，系統能夠在已經構建的硬件平臺上，提取出有效信息，經過信息池化處理，能夠為相應故障位置提出解決方案，以此保證信息提取結果的精準性。

二、軟件功能設計

（一）設定AT指令

將AT指令應用在設備終端，通過網絡與PC主機相連接，整個系統處于在線狀態下，如果此時發送AT指令，那么整個系統在工作過程中將通過接收天線來接收AT指令；如果系統是處于待機狀態下時，接收天線無法接收AT指令，也就無法執行相應命令。因此，在整個系統處于工作狀態下時，通過接收的AT指令，調節自動解調器，以此判斷設備是否能夠正常運行，以此確定AT指令具體工作任務。

在通信網絡系統正常工作狀態下，最常出現的AT指令有以下三種，分別是接聽應答、呼叫撥號、掛機回復。

接聽應答：整個系統處于待機狀態時，可將其放置于接聽應答狀態，此時發射的指令為ATA；

呼叫撥號：通過上述接聽應答獲取指令ATA，根據該指令進行智能語音撥號，此時發射的指令為ATDT；

掛機回復：根據呼叫撥號獲取的ATDT指令，采取掛機回復形式，此時發射的最終指令為+++ATH。

系統通信指令結束是通過智能化自動結束的，此時的調制解調器能夠根據掛機回復發射的+++ATH指令，下發相應工作命令，此時系統進入完全工作模式狀態，AT指令也不再發射，經過硬件設備的數據都是經過調制解調器進行發射的。

（二）調制解調器初始化處理

為了保證系統能夠在遠距離下正常操控，需對調制解調器進行初始化處理，并保持高效通信模式。為了使初始化的數據全部輸入到調制解調器之中，需采取配置固化方法，對傳輸的AT指令進行重新輸寫，具體輸寫內容如表1所示。

根據上述具體輸寫內容，可對系統中的硬件結構進行控制，由此完成系統軟件功能設計。

三、實驗分析

采用2000系列的Philips系統作為實驗測試系統，通過該系統對智慧海洋通信網絡系統建設進行性能驗證分析。實驗測試界面設置是在VC++6.0環境下研發的，通過分割分窗技術實現資源共享。通過輸入相關用例，選定界面，再將整體測試條件都設置為外部輸入，根據選擇范圍面積，實現系統插裝。

傳統通信網絡系統受到外界電磁干擾，導致通信效果較差，而在智慧海洋背景下，構建的通信網絡系統可避免電磁干擾具有良好通信效果。為了驗證該點，將傳統通信網絡系統與智慧海洋背景下的通信網絡系統在電磁干擾下，對兩種系統的通信效果進行對比分析，結果如圖1所示。

由圖1可知：在傳統系統下，工作人員信息和船長信息通信效果分別在實驗次數為3次和1次時，通信效果達到最高分別為90%和69%。在智慧海洋背景下構建的通信網絡系統，工作人員信息和船長信息通信效果分別在實驗次數為9次和1次時，通信效果達到最高分別為96%和92%。由此可知，智慧海洋背景下構建的通信網絡系統性能較好。

四、結語

為了在海上建立穩定通信網絡系統，需在智慧海洋背景支持下，對硬件結構和軟件功能進行設計，以此提高系統性能，即使受到外界電磁干擾，也能具有高效通信效果。通過實驗對比結果可知，該系統最高通信效果可達到96%，為海上運輸穩定通信提供保障。然而隨著該系統節點數量的增加，對于海上網絡的維護卻變得越來越困難，最終導致系統整體通信效率降低。因此，往后將海上網絡維護作為主要研究對象，使系統硬件支持遠程操縱，實現系統高效運行。

作者單位：青島國家海洋科學研究中心