《船舶自动驾驶系统的数据库构建分析》
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摘 要 自动驾驶系统的本质是智能化控制,其在汽车、船舶等方面已经得到了较为广泛的应用,而伴随着计算机系统的发展,自动驾驶系统的功能越发完善,各类控制数据也在持续增长,想要实现对于数据信息的高效处理,需要建立起相应的数据库系统.本文就船舶自动驾驶系统的数据库构建进行了分析,希望能够为船舶自动驾驶系统的稳定可靠运行提供良好支撑.
关键词 船舶;自动驾驶系统;数据库
前言
信息化系统飞速发展背景下,船舶自动化控制系统变得越发完善,可以实现无人自动驾驶功能,有效减轻船员压力的同时,也能够更好的保障船舶的航行安全.不过,想要确保自动化系统的正常运转,需要有可靠的数据库系统负责端口数据的收发和存储工作,现阶段,船舶自动驾驶系统数据库采用的多数分布式数据库结构,每一个设备都有着各自对应的控制端,可以对部分全局数据进行操作,选出最优路径传输给客户端.
1船舶自动驾驶系统
船舶自动驾驶系统的核心是导航系统,可以借助计算机网络实现对于矢量动力系统的有效控制,完成船舶的无人自动驾驶.为了保证自动驾驶系统的运行效果,在系统中设置了多个传感器控制,比较常见的包括水流速度传感器、水流方向传感器、风力监控传感器等,这些传感器在实现自动驾驶功能方面有着不容忽视的功能[1].罗经仪、AIS系统、GPS系统等都属于导航系统中的设备,借助数据库管理系统以及相应的数据处理软件,能够在多个平台中,对航迹以及电子海图进行实时显示,同时也能够依照相应的传感变量,完成设备参数的反馈调节工作,保证自动驾驶的效果.
2船舶自动驾驶系统数据库构建
2.1 数据库结构设计
在对船舶自动驾驶系统数据库的结构进行设计时,要求数据库中必须包含几个PID分类目录[2]：一是结合系统需求,适当增加自动舵调节算法以及相应的通信,做好数据库收发数据的监控管理工作,实现对于舵角的自动调节;二是PID节点监控程序的设置,对于船舶自动驾驶系统而言,PID是核心所在,其会对系统运行的稳定性产生直接影响,必须得到足够的重视,设置相应的监控子数据库服务;三是状态估计单元能够实现相应的信息交流以及人机交互功能,使得船员可以借助仪表数据,实时掌握自动驾駛系统的运行状态,对其中可能存在的问题进行处理.
2.2 数据库E-R设计
对于船舶自动驾驶系统而言,其数据库采用的一般都是分布式结构,在数据存储网络中设置有对应的数据查询和数据管理算法,物理层面处于独立状态的数据库可以借助相应的中心处理器实现逻辑统一,保证了数据信息访问的透明性以及存储的安全性[3].分布式数据库有着良好的扩展性,伴随着系统规模的不断扩大,很多设备中的接口都会出现不兼容的问题,分布式数据库能够针对原始数据进行加工,然后配合局域特定算法来统一数据格式,并将其交给中心处理系统统一进行处理,对存在的问题进行解决.
数据库概念收集一般都会采用E-R图表示,其能够从用户的实际需求出发,依照数据字典目录以及相应的逻辑豫剧,将各种数据关系转化为逻辑关系.在分布式数据库E-R设计环节,需要做好数据信息的收集和整理,就每一种数据类型的属性进行标记,找出存在的逻辑关系,然后得到E-R图,通过这样的方式,能够将船舶自动驾驶系统中的实物网络抽象成基于数据库的组织架构.
2.3 数据库接口设计
对于分布式数据库系统而言,数据读写功能非常关键,而接口是实现数据交换机传输的核心模块,在针对自动驾驶系统的数据库接口进行设计时,需要在所有子数据库系统中,采用统一标准的访问协议及控制算法,确保通用数据接口能够具备较强的兼容性,能够满足大容量数据的传输需求.在数据库接口设计中,数据主要是借助通用型的BUS实现传输,每一个设备前端都设置有统一驱动模块,所有针对DBMS数据库的数据访问,都需要经由中间级网络进行传输,物理上则需要做到分布独立,这样即便是出现个别驱动故障或者设备模块故障,也不会对系统整体的逻辑产生很大影响,保证系统可以正常工作.
数据接口需要具备两个显著功能,一是数据处理功能,这也是其基础功能所在.船舶自动驾驶系统在运行中,会产生大量的实时数据,这些数据信息必须经过简单处理才能够存储到数据库中,在这种情况下,数据接口不仅需要具备基本的数据存取功能,还应该具备数据查询、数据更新、数据优先级排序等功能;二是兼容性,接口需要与设备直接连接,实现与多种设备接口的顺利连接,实现数据的快速交换,而考虑设备及数据类型众多,想要在硬件条件固定的情况下达成上述目标,可以借助相应的编程算法来完成接口控制类型的转换工作,确保其能够同时实现与多种类型设备间的信息交换.例如,可以选择MSSQL大型关系数据库,其本身能够实现对于大量接口的实时监控,同时具备负载均衡、系统监控等功能,有着良好的兼容性,能够与导航设备和自动舵设备兼容,配合安全的通信协议,保证了数据信息的安全性.
2.4 软件实现
数据库管理平台的软件设计应该以管理模块为中心,设置数据采集模块、数据输入模块等,实现对于数据信息的实时查询和处理.
3结束语
总而言之,伴随着科学技术的快速发展,自动驾驶系统得到了越发广泛的应用,对于数据库系统的功能提出了更高的要求,技术人员应该重视起来,从船舶自动驾驶系统的运行需求出发,做好数据库的设计构建,推动自动驾驶系统的有效运用和长远发展.
参考文献
[1] 周文伟,朱龙,赵云伟,等.机车自动驾驶系统人机交互设计与应用[J].机车电传动,2020（1）：53-57,64.
[2] 杨鹏,姚成,李晓伟,等.基于纯电动城市客车平台的自动驾驶系统研究[J].客车技术与研究,2019,41（6）：1-4.
[3] 胡洁.基于仿人智能控制的无人船自动驾驶系统的研究[J].舰船科学技术,2017,39（7x）：46-48.
上文总结：此文是一篇适合数据库论文写作的大学硕士及关于自动驾驶和数据库系统本科毕业论文，相关自动驾驶和数据库系统开题报告范文和学术职称论文参考文献.
自动驾驶和数据库系统引用文献:
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[2] 自动驾驶和超级工厂论文范文数据库 自动驾驶和超级工厂类论文范文集3000字
[3] 自动论文范文 自动论文范文数据库2万字
