1.一种面向智能胎架联控的数据通信方法,其特征在于,具体操作步骤如下:(1)、建立适用于智能胎架单体的边缘计算模块,将传感器采集的感知数据传输到建立的智能胎架单体边缘计算模块中,并通过智能胎架单体边缘计算模块动态分析通过传感器采集到的感知数据;
其操作步骤如下:
(1.1)、在智能胎架单体的控制机箱中嵌入Linux微机、PLC控制器、网卡和网关,并设置网络协议及传感器;
(1.2)、使用传感器对船体的拉压力、船体变形量及胎架支撑结构的高度的实时感知数据进行采集,将采集的感知数据通过I/O接口传输到Linux微机中;
(1.3)、通过Linux微机对采集到的感知数据进行分析;
(2)、通过建立基于Ad HOC的LEACH簇头选举算法,选择作为数据传输节点的胎架簇节点;
其操作步骤如下:
(2.1)、构建适用于所有的智能胎架单体的网络节点LEACH簇头选举算法;
其操作步骤如下:
(2.1.1)、确定无线网络中的智能胎架单体的个数为q个,再根据所有智能胎架单体布置的坐标设置坐标平面范围,并对所有无线网络中的智能胎架单体进行初始化,所述的初始化分别包括节点类型,是否当选过簇头及随机数三个属性;
(2.1.2)、随机生成n个节点位置,进行选举簇头前先将所有节点设为普通节点;(2.1.3)、依次判断n个节点是否为普通节点,是则赋值‘N’表明参与选举,经当选簇头的节点的节点类型赋值为‘C’表明不进行再选举;判断随机数小于等于阈值则转向(2.1.4),否则转向(2.1.5);
(2.1.4)、表明节点当选为簇头节点,是否当选过簇头属性赋值‘1’;
(2.1.5)、表明节点为普通节点,将节点类型仍然赋值‘N’,是否当选过簇头不改变赋值;
(2.1.6)、遍历所有节点,若节点的节点类型为‘C’,将节点在图上标记’*’,并标上节点数目;否则将节点在图上标记为‘o’,同时标记上节点数目;
(2.1.7)、如果节点为普通节点,则计算其与所有簇头的欧式距离,形成距离矩阵;
(2.1.8)、利用距离函数,找到与普通节点相距最近的簇头,并将其相连接;
(2.1.9)、一轮分簇结束,返回(2.1.1)开始下一轮分簇过程;
(2.2)、选择通过LEACH簇头选举算法自动选举或者人为聚类选举胎架簇节点和胎架簇成员;
(2.3)、通过每个智能胎架单体的Linux微机的网卡和M2M网关协议让胎架单元与单元、模块与单元之间、单元与终端之间进行信息传输;
(3)、将经过动态分析后的感知数据传输至胎架簇节点,并通过胎架簇节点整合感知数据后再传输至智能胎架外部的总控制计算机;
(4)、通过智能胎架外部的总控制计算机将整合后的感知数据上传至Linux云服务器进行储存, 最后通过调用Linux云服务器所储存的感知数据传输至移动控制终端进行智能决策,从而对智能胎架单体进行调控。
2.根据权利要求1所述的一种面向智能胎架联控的数据通信方法,其特征在于:在步骤(2.2)中,所述人为聚类选举智能胎架簇节点和智能胎架簇成员的方式具体如下:通过改变智能胎架单体是否当选过簇头的属性和控制随机数的大小来人为控制选定的智能胎架单体当选胎架簇头,并且通过改变智能胎架单体的节点类型选定该簇头的胎架簇成员。
3.根据权利要求1所述的一种面向智能胎架联控的数据通信方法,其特征在于:在步骤(2.2)中,所述的胎架簇节点是将选定的智能胎架单体看作一个簇节点,由此智能胎架单体所获取簇成员传输的感知数据并通过外部无线网络进行智能胎架单体之间的数据交互以及上传数据至智能胎架外部的总控制计算机。
4.根据权利要求1所述的一种面向智能胎架联控的数据通信方法,其特征在于:在步骤(2.3)中,所述的M2M网关协议具体是指:根据智能胎架的模块化工作特点,采用模块化设计方案,所述的M2M网关包括硬件层、系统软件层及应用软件层三部分;其中,各层均分为上行及下行接口和主控部分。
5.根据权利要求1所述的一种面向智能胎架联控的数据通信方法,其特征在于:在所述步骤(4)中,通过智能胎架外部的总控制计算机将处理过的传感器采集的感知数据传输至Linux云服务器进行储存的具体步骤如下:(4.1)、在智能胎架外部的总控制计算机对传感器采集的感知数据通过无线网络上传至Linux云服务器储存,并在智能胎架外部的总控制计算机中进行数据挖掘找到数据之间的特征值;
(4.2)、通过特征值结合船体静态数据构建适用于特定船型的胎架布置专家系统;
(4.3)、在下次胎架布置环节进行前查询专家系统,判断是否已满足布置条件,若满足则直接调用布置方案,反之,则重复步骤(1)至步骤(4)的过程。