基于AdHoc网络的船舶通信终端显示系统研究

摘要：随着海上通信业务的快速发展，对通信显示系统也提出更高的要求。尤其尤其海上航行遇险或出现突况后，都需依托于无线通信以使航信信息得以及时获取，在此基础上采取相应的应对措施以保证船舶安全稳定运行。本文主要对Ad Hoc网络的相关概述、以Ad Hoc网络为基础的通信显示系统设计思路进行探析。

关键词：Ad Hoc网络 海上通信 显示系统 设计

中图分类号：TN915 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2015）11-0000-00

近年来用于海上通信的卫星系统尽管具有通信质量较高、覆盖范围广且业务多等优势，但实际应用下发现其在传输中具有较大的延时且产生极高的通信费用。以VHF通信为例，当异常情况发生时，其通信信号传输很难保障。在此背景下便引申出以Ad Hoc网络为基础的系统，通过实践研究发现可起到良好的效果。因此，对以Ad Hoc网络为基础的系统设计研究具有十分重要的意义。

1 Ad Hoc网络的相关概述

Ad Hoc网络应用下，其既可充当主机又可发挥路由器的作用。其中在路由器方面，要求做好相关路由协议的设计工作，而在主机方面运行过程中主要为用户提供相应的应用程序。整个Ad Hoc网络下，通常由多跳构成节点间路由，但因无线传输不具备较长的距离，以此需要发挥中间节点作用以使通信过程得以完成，因此对该网络又可称为对等网络。从Ad Hoc网络应用下相关内容看，在用于显示系统设计中应注意以下几方面问题：①网络体系结构。其作用在于的支持QoSd的同时可使多种业务得以完成；②信道接入技术。需考虑如何使无线信道进行接入，确保其能够将暴露或隐藏终端等问题进行解决；③路由协议问题。Ad Hoc网络在船舶显示系统中在节点协议方面多以多跳路由为主，不具备较强 专用性，需要进行重新设计以满足终端设计需求；④QoS保证。要求在显示系统设计过程中考虑将相应的机制向不同层进行提供；⑤安全性问题。尽管船舶显示系统中Ad Hoc网络可发挥突出性作用，但其应用中易被窃听或攻击，要求做好安全设计工作[1]。

2 以Ad Hoc网络为基础的显示系统设计思路

2.1系统整体设计思路

船舶通信系统设计过程中主要从四方面内容考虑。首先做好输入子系统设计，在RS232接口下使相关的船舶位置、编号以及指令等得以获取，且在完成GPS数据处理后在数据库中进行存储。其次，在路由计算子系统设计方面。要求引入Visual C++，计算过程中主要采用多跳通信路由计算方式为主，将AODV、DSDV、DSR等路由协议进行计算。再次，显示子系统设计。其功能在于对海域信息进行仿真，结合具体船舶相关信息将传播位置以及通信路由状态进行显示。最后，在分析子系统设计方面，结合所有计算与仿真结果进行路由节点与通信信息的分析，确保以通信时保持最佳的路由协议。但需注意系统设计中Ad Hoc网络参数需满足系统设计要求，才可使各子系统功能得以发挥。

2.2信息输入系统设计

以Ad Hoc为基础的系统设计，主要可从两方面着手。第一，从RS-232串口角度。设计中可在串口中引入VC++软件，其作用在于使船舶信息得以读取并做好控制语言工作。具体在windows环境中，利用该接口进行数据的获取多从其中API通信函数、端口函数以及其他相关串口通信组件方面着手。第二，在信息提取中GPS的应用。通常提取船位信息中GPS可输出的数据主要以二进制或十进制ASCII码为主。信息获取后需要进行位置信息的计算并利用相关协议完成封装，在此基础上输入系统会通过串口完成信息提取处理工作[2]。

2.3路由计算子系统具体设计

该部分在设计过程中要求引入Visual C++软件，使多跳路由得以提供。具体设计过程中首先需从DSDV路由协议方面着手。可根据节点周期性路由进行更新分组，若序列号相等要求以跳数少的路由为主，而较大序列号下要求以序列号更新的路由为主。同时，对于目的节点，其与源节点进行通信中，需要对源节点路由表进行检查，确保路由表能够将信息向目的节点发送。其次，在DSR路由协议设计方面，通信中需要路由将源节点相关信息如请求ID或目的节点地址进行记录，在路由器向中间节点发送请求信息后，路由将记录其节点位置，此时路由跳数应随距离的增加而累加。最后，在AODV协议方面，其主要判断目的节点是否存在，假定目的节点不存在需要结合ID与源节点地质进行请求信息的判断，而是目的节点的情况下需将响应报文进行发送，对短距离且少跳数的路由作为最佳路由。

2.4显示系统设计

设计中应注意作为系统基础，终端显示平台应将船舶位置、仿真还吐以及通信路由显示出来，这样船舶相关人员对传播信息的了解将更为直观。且在电子海图的应用下，显示系统在维护与升级方面都较为容易。具体设计中在保证坐标转换合理的基础上，需要从海图、船位与路由信息显示方面着手。其中在海图信息方面，主要通过CDC的引入使屏幕显示状态得以控制，设计过程中可考虑应用兼容性较好的MenDC，其画图过程仅需在内存中完成。而在船位信息方面，设计过程中主要需保证GPS功能得以发挥，将相关的数据利用计算机程序进行编写，这样船舶信息将以经纬度信息形式存在，可使船位信息的显示更为直观。另外，在路由信息方面，根据三种路由计算结果，要求对其中节点进行连接，在此基础上结合船舶位置与跳数等使目的传播信息得以推出，最后选择最佳的路由，为船舶提供最优路径[3]。

3结语

以Ad Hoc网络为基础的系统设计是保证船舶通信水平提高的重要途径。实际设计中应正视Ad Hoc网络的基本内涵，明确系统设计的整体思路，从输入系统、路由计算系统以及显示系统等方面进行设计，以此是整个通信系统作用得以发挥。

参考文献

[1]朱兆明.基于GPS/Ad Hoc网络的定位系统的应用研究[D].南京理工大学，2010.

[2]黄莹.基于Ad Hoc网络的船舶通信终端显示系统[D].大连海事大学，2010.

[3]杨剑波.多模智能终端在异构无线网络中的垂直切换技术研究[D].信息工程大学，2013.