本文是一篇通信工程師論文，文章對基于激光傳感器的船舶交通量觀測系統(tǒng)中激光傳感器數據傳輸的方式做了探討，介紹了系統(tǒng)中激光傳感器數據傳輸的三種方式及傳輸效果。

　　摘要：基于激光傳感器的船舶交通量觀測系統(tǒng)，以激光傳感器作為船舶數據的采集手段，實現(xiàn)船舶特征識別;以多激光傳感器在航船舶通行檢測系統(tǒng)為基礎，采用多源數據融合和機器學習方法實現(xiàn)船舶特征辨識和自適應誤差控制;研究基于形態(tài)分類方法和時空數據連續(xù)特征提取的拖船隊檢測，實現(xiàn)對船舶交通量的全天候自動船舶交通流量統(tǒng)計。

　　關鍵詞：船舶交通量,激光傳感器數據,無線傳輸,有線傳輸,光纖傳輸,通信工程師論文

　　概述

　　由于系統(tǒng)中選用了兩臺不同型號的激光傳感器作為船舶特征信息的采集，它們采用的數據接口各異。因此，需選用不同的傳輸方式獲取其數據信息。通過對三種方案的實踐和比較，最終得到了合適的傳輸方案。

　　激光傳感器數據的傳輸

　　1、激光傳感器

　　激光傳感器船舶交通量觀測系統(tǒng)由數據采集子系統(tǒng)、數據處理子系統(tǒng)和輔助子系統(tǒng)三個部分組成。數據采集子系統(tǒng)中的激光傳感器通過自身激光頭的旋轉，對物體進行短時間的線掃描，從而實現(xiàn)對被測物截面的二維掃描，可實時采集航道上的目標圖像。數據采集子系統(tǒng)主要由兩臺激光傳感器組成。

　　2、激光傳感器數據的傳輸

　　傳輸方案一：

　　傳輸方案：本方案為最初設計的傳輸方案，設計基于設備簡單、造價低廉、安裝方便的原則。 具體方案1號激光器采用以太網的無線傳輸，2號激光器由于沒有網絡接口，采用了通訊電纜RS422方式傳輸。

　　本案優(yōu)點：具有安裝簡單，造價低廉的優(yōu)點。

　　不足之處：由于系統(tǒng)的安裝地點在野外環(huán)境下，距離機房的直線距離約有250米左右，采用以太網傳輸的1號激光器經常出現(xiàn)不定時的中斷，數據傳輸不能滿足系統(tǒng)要求。而2號激光器的掃描頻率較高，數據傳輸量大，串口的通訊速率最高要求是達到115.2K波特率，而2號激光器用38.4K的傳輸速率，無法滿足數據傳輸量的需求，會出現(xiàn)數據積壓或丟包的現(xiàn)象。

　　針對方案一中出現(xiàn)的不足之處，我們設計了方案二。

　　傳輸方案二：

　　為滿足系統(tǒng)需求，克服和解決方案一中所出現(xiàn)數據傳輸的實時性和穩(wěn)定性的問題，本案在方案一的基礎上，對傳輸線路進行了改進。

　　傳輸方案：改進后的傳輸方案二，1號激光器數據傳輸采用以太網的有線傳輸方式;2號激光器則采用了電纜線接MOXA高速數據轉換卡的方式，示意圖

　　傳輸效果：在改進后的方案二中，1號激光器的數據傳輸的實時性和穩(wěn)定性得到了明顯改善，數據傳輸中斷的現(xiàn)象得到了解決，滿足了系統(tǒng)的需求。采用了電纜線接MOXA高速數據轉換卡的2號激光器，傳輸速率可達500K波特率，激光器的數據能夠全部獲取，無丟失現(xiàn)象，每秒獲取的數據為37～38條，也滿足了傳輸量的需求。

　　不足之處：由于當前的傳輸距離有250米左右，而網線的適合傳輸距離在100米以內比較合適。而且，普通網線僅適合作為室內傳輸線，在室外環(huán)境下，對傳輸線的強度、耐老化、信號屏蔽、防雷擊等都有較高的要求，因此本方案如作為長期室外傳輸線并不適合。

　　為增強本系統(tǒng)的適應性，減少各種外界環(huán)境因素對本系統(tǒng)的影響，有利于系統(tǒng)的產品化實施，我們設計了傳輸方案三。

　　傳輸方案三：

　　傳輸方案：本案是在方案二的基礎上，采用一條光纖替代數據線和電纜線的傳輸。

　　本案優(yōu)點：

　　(1)傳輸距離遠，可達數公里至數十公里;

　　(2)適合野外環(huán)境，強度高、耐老化，由于是光傳播，因此不受周圍環(huán)境對信號的干擾，也不受雷電等惡劣環(huán)境的影響;

　　(3)傳輸帶寬大，可使用一條線路傳輸2臺設備的數據，簡化了系統(tǒng)部署;

　　(4)具有穩(wěn)定性好，傳輸距離遠，傳輸帶寬大等優(yōu)點，為整個系統(tǒng)的產品化的實施提供了有利條件。

　　探討

　　1、三種傳輸方案的比較

　　2、結論

　　方案一的數據傳輸方法，雖然具有線路安裝簡單、造價低的優(yōu)點，但由于受傳輸距離和安裝環(huán)境等因素的影響，無線傳輸易出現(xiàn)不定時的中斷，無法滿足系統(tǒng)的實時性和穩(wěn)定性的要求。同時，由于2號機的數據傳輸量較大，采用通訊電纜RS422方式的傳輸方式，無法滿足數據傳輸量的需求，系統(tǒng)易出現(xiàn)數據積壓或丟失的現(xiàn)象。

　　改進后的方案二傳輸的數據量可達到500K波特率，同時，數據傳輸的實時性和穩(wěn)定性得到了改善，數據傳輸中斷的現(xiàn)象得以解決，滿足了激光傳感器對船舶交通量觀測系統(tǒng)的需求。

　　方案三的帶寬達到了100M，且具有傳輸距離遠、不受野外環(huán)境因素的影響、穩(wěn)定性好的優(yōu)點，是目前基于激光傳感器船舶交通量觀測系統(tǒng)數據傳輸的最佳傳輸方案。

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