智慧海洋通信网络系统建设研究

苏文

随着智慧海洋应用范围越来越广，其信息覆盖面积也越来越大，数据变化形式更为明显，此时要求通信网络必须具备高质量的需求，只有高速畅通网络，才能实现不同地理位置之间信息的快速传输。通过引进海洋通信技术，能够改善我国传统系统受到电磁干扰而导致通信效果差的问题，结合我国海洋发展背景，增加相应经费投入，大力培养创新型人才，为提高信号质量提供设备支持。

一、网络系统硬件结构设计

该总体架构是由数据库层、分析层和应用层组成的，具体分析内容如下所示：

（一）数据库层

数据库层的设计就是为了存储大量数据，通过最底层建立综合数据层，为分析层提供精准数据，以此辅助通信网络系统设计方案的实现。档案数据库服务结构是通信网络为客户端提供通信服务的记录，该档案是在电子档案基础上建立的，代替了传统的纸质档案，能够满足通信服务与信息管理需求，为档案信息共享提供通信服务平台，使工作人员能够快速发现网络存在的潜在故障隐患，可对其实时监控。

（二）分析层

该层次负责清洗大量信息资源，并从中剔除重复信息，将剩余的信息存储在相应档案之中，并对其进行分类处理，保证每个信息都能快速被找到；根据该层次内容，使用整合后的信息资源，并全部集中到神经网络之中，并在已经建立好的信息资源库基础上，对通信网络潜在的故障进行分类，其中包括单个集合中具体信息和相关设定方案；输入的信息资源大都是以通信网络运行情况为主的重要信息，依据该信息能够对发送网络信号进行采集与分析。

（三）应用层

该层次主要是将工作人员的维修信息输入到系统之中，一旦系统出现故障问题，那么系统就会自动匹配出极高的解决方案，并在已经设计好的方案基础上，输入和提取相关数据，利用矩阵卷积运算能够获取大量通信网络信息，通过该信息对系统进行维护。应用层主要是为客户端设计的层次，能够根据工组人员相关报告，获取匹配度极高的的几种解决方案，通过输入故障特征信息，系统能够在已经构建的硬件平台上，提取出有效信息，经过信息池化处理，能够为相应故障位置提出解决方案，以此保证信息提取结果的精准性。

二、软件功能设计

（一）设定AT指令

将AT指令应用在设备终端，通过网络与PC主机相连接，整个系统处于在线状态下，如果此时发送AT指令，那么整个系统在工作过程中将通过接收天线来接收AT指令；如果系统是处于待机状态下时，接收天线无法接收AT指令，也就无法执行相应命令。因此，在整个系统处于工作状态下时，通过接收的AT指令，調节自动解调器，以此判断设备是否能够正常运行，以此确定AT指令具体工作任务。

在通信网络系统正常工作状态下，最常出现的AT指令有以下三种，分别是接听应答、呼叫拨号、挂机回复。

接听应答：整个系统处于待机状态时，可将其放置于接听应答状态，此时发射的指令为ATA；

呼叫拨号：通过上述接听应答获取指令ATA，根据该指令进行智能语音拨号，此时发射的指令为ATDT；

挂机回复：根据呼叫拨号获取的ATDT指令，采取挂机回复形式，此时发射的最终指令为+++ATH。

系统通信指令结束是通过智能化自动结束的，此时的调制解调器能够根据挂机回复发射的+++ATH指令，下发相应工作命令，此时系统进入完全工作模式状态，AT指令也不再发射，经过硬件设备的数据都是经过调制解调器进行发射的。

（二）调制解调器初始化处理

为了保证系统能够在远距离下正常操控，需对调制解调器进行初始化处理，并保持高效通信模式。为了使初始化的数据全部输入到调制解调器之中，需采取配置固化方法，对传输的AT指令进行重新输写，具体输写内容如表1所示。

根据上述具体输写内容，可对系统中的硬件结构进行控制，由此完成系统软件功能设计。

三、实验分析

采用2000系列的Philips系统作为实验测试系统，通过该系统对智慧海洋通信网络系统建设进行性能验证分析。实验测试界面设置是在VC++6.0环境下研发的，通过分割分窗技术实现资源共享。通过输入相关用例，选定界面，再将整体测试条件都设置为外部输入，根据选择范围面积，实现系统插装。

传统通信网络系统受到外界电磁干扰，导致通信效果较差，而在智慧海洋背景下，构建的通信网络系统可避免电磁干扰具有良好通信效果。为了验证该点，将传统通信网络系统与智慧海洋背景下的通信网络系统在电磁干扰下，对两种系统的通信效果进行对比分析，结果如图1所示。

由图1可知：在传统系统下，工作人员信息和船长信息通信效果分别在实验次数为3次和1次时，通信效果达到最高分别为90%和69%。在智慧海洋背景下构建的通信网络系统，工作人员信息和船长信息通信效果分别在实验次数为9次和1次时，通信效果达到最高分别为96%和92%。由此可知，智慧海洋背景下构建的通信网络系统性能较好。

四、结语

为了在海上建立稳定通信网络系统，需在智慧海洋背景支持下，对硬件结构和软件功能进行设计，以此提高系统性能，即使受到外界电磁干扰，也能具有高效通信效果。通过实验对比结果可知，该系统最高通信效果可达到96%，为海上运输稳定通信提供保障。然而随着该系统节点数量的增加，对于海上网络的维护却变得越来越困难，最终导致系统整体通信效率降低。因此，往后将海上网络维护作为主要研究对象，使系统硬件支持远程操纵，实现系统高效运行。

作者单位：青岛国家海洋科学研究中心