一种基于窄带物联网的通信设备制造技术

本发明专利技术涉及船舶通信技术领域，且公开了一种基于窄带物联网的通信设备，包括船舶数据信息采集模块，还包括重复数据检测处理模块、异常数据检测处理模块以及数据风险判断模块，通过设有重复数据检测处理模块、异常数据检测处理模块以及数据风险判断模块，有利于通过风险评价模型，对层次分析法改进为符合该模型的层次结构，通过重复数据与异常数据的不同权重占比，进行数据风险评判，根据不同情况设定相应阈值，进而得出风险结果，通过风险结果能够及时获取船舶通信过程中的信息数据风险，出现高风险情况时可以及时发现，进而采取相应的措施，提高了船舶通信的保障能力，同时提高了船舶自身的安全性。舶自身的安全性。舶自身的安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于窄带物联网的通信设备


[0001]本专利技术涉及船舶通信
，更具体地涉及一种基于窄带物联网的通信设备。

技术介绍

[0002]随着物联网技术的飞速进步和智慧城市日益丰富的需求，为了解决物联网设备的上网难点，窄带物联网破茧而出，极大地促进了物与物、物与人之间的通信，使得智能终端可以真正变成信息单元的个体，从而更好地使用物联网进行信息的交换，而在船舶通信系统中，无线通信更具稳定性，因此船舶通信系统开始应用窄带物联网，且极具优势，一是低成本：无需架设电缆，节约了人力与物力；二是施工周期较短：无线网络仅需布设物联网系统架构即可，且便于后期维护；三是灵活度与扩展性高：不受预留端口与布线格局所限制，可实现对数据开展实时化监测；四是可靠性极强：无线传输可实现点对点传输数据。
[0003]但是在船舶通信系统数字化、网络化水平不断提升的情况下，所需要处理的数据量明显增加，数据更加庞大，而在船舶航行过程中，由于受到复杂环境干扰等问题，容易导致船舶航行过程中庞大的通信数据出现不完整及重复传输的问题，从而提升船舶通信系统的信息数据风险，且在无线通信系统中因为不同时延和幅度的多个分量的干扰，容易出现异常数据，对船舶无线通信系统信息数据传输质量带来严重的影响，提高了船舶通信系统的数据风险，而数据风险与船舶整体的通信风险息息相关，但是现有的应用窄带物联网的船舶通信设备无法对信息数据风险进行判定，因此无法得知船舶通信过程中的信息数据风险，进而无法对船与船、船与岸有及船舶内部的通信进行及时有效的发现与整改，降低了船舶通信设备的保障能力与船舶自身安全性。

技术实现思路

[0004]为了克服现有技术的上述缺陷，本专利技术提供了一种基于窄带物联网的通信设备，以解决上述
技术介绍
中存在的问题。
[0005]本专利技术提供如下技术方案：一种基于窄带物联网的通信设备，包括船舶数据信息采集模块，还包括重复数据检测处理模块、异常数据检测处理模块以及数据风险判断模块；
[0006]所述船舶数据信息采集模块采集所有船舶通信所需要的信息数据，并对信息数据进行特征预处理，将符合重复数据特征的信息数据传输至重复数据检测处理模块，将符合异常数据特征的信息数据传输至异常数据检测处理模块；
[0007]所述重复数据检测处理模块接收船舶数据信息采集模块的数据信息后，将重复的数据依次标记为F1、F2、F3……
F
n
，对数据的信息特征值φ进行计算，并传输至数据风险判断模块；
[0008]所述异常数据检测处理模块接收船舶数据信息采集模块的数据信息后，将异常数据依次标记为Y1、Y2、Y3……
Y
n
，构建异常检测模型对频谱特征进行提取，再基于提取的频谱特征采用传递函数对异常数据特征ζ进行进一步检测，并传输至数据风险判断模块；
[0009]所述数据风险判断模块接收重复数据检测处理模块以及异常数据检测处理模块
的数据信息后，通过风险评价模型对数据风险进行计算，将计算结果与风险阈值进行对比，得出风险结果。
[0010]进一步地，所述风险评价模型的建立包括以下步骤：
[0011]步骤S01：构建模型层次结构；
[0012]步骤S02：通过指标权重公式计算指标层各因素权重；
[0013]步骤S03：计算风险评判结果；
[0014]所述指标权重计算公式为：其中其中
[0015]所述风险评判结果的计算公式为：D＝aφ+(1
‑
a)ζ。
[0016]进一步地，所述步骤S01中的层次结构包括指标层、准则层以及目标层，所述指标层包括重复数据特征以及异常数据特征，所述准则层包括数据完整性以及数据可用性，所述目标层为船舶通信信息数据风险。
[0017]进一步的，所述特征预处理包括以下步骤：
[0018]步骤S11：对船舶通信数据进行预处理，并将数据标记为S1、S2、S3……
S
n
；
[0019]步骤S12：对数据S1、S2、S3……
S
n
进行特征预处理，并将每个数据的特征依次对应标记为z
i1
、z
i2
、z
i3
……
z
in
(i＝1、2、3
……
n)；
[0020]步骤S13：利用特征算法得出数据S1、S2、S3……
S
n
的基础特征Z1、Z2、Z3……
Z
n
。
[0021]进一步的，所述步骤S13中特征算法的公式为：其中，z为第i个数据特征所对应的特征值向量。
[0022]进一步的，所述数据信息特征值计算公式为：其中(B
a
，B
b
)为重复数据的离散特征属性，f
i
(l
i
)为重复数据F1、F2、F3……
F
n
所对应的期望信息。
[0023]进一步地，所述异常检测模型对频谱特征进行提取包括以下步骤：
[0024]步骤S21：对异常数据Y1、Y2、Y3……
Y
n
进行节点分布，对异常数据干扰节点进行过滤；
[0025]步骤S22：利用连续小波变化对异常数据信号进行特征分解，并通过递推修正与异常数据Y1、Y2、Y3……
Y
n
相对应的频谱特征y1、y2、y3……
y
n
；
[0026]步骤S23：选择与y1相对应的适当相位θ1，并通过迭代公式计算出与y2、y3……
y
n
相对应的相位θ2、θ3……
θ
n
；
[0027]步骤S24：通过频谱特征函数对频谱特征进行提取。
[0028]进一步的，所述传递函数公式为：其中H为频域均衡的能量损失，M为扩展信道的衰减系数，K(m)为m传输信道的传播因子，ε(mk)为扩展信道的衰减系数。
[0029]进一步地，所述频谱特征函数公式为：
[0030]本专利技术的技术效果和优点：
[0031]1.本专利技术通过设有重复数据检测处理模块、异常数据检测处理模块以及数据风险判断模块，有利于对船舶通信信息数据中的重复数据以及异常数据进行特征提取，而后进一步进行特征提取，将重复数据与异常数据的风险进行简化，防止数据冗长影响数据精确性，并通过风险评价模型，对层次分析法改进为符合该模型的层次结构，通过重复数据与异常数据的不同权重占比，进行数据风险评判，根据不同情况设定相应阈值，进而得出风险结果，通过风险结果能够及时获取船舶通信过程中的信息数据风险，出现高风险情况时可以及时发现，进而采取相应的措施，提高了船舶通信的保障能力，同时提高了船舶自身的安全性。
附图说明
[0032]图1为本专利技术的基于窄带物联网的通信设备结构图。
[0033]图2为本专利技术的基于窄带物联网的通信设本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于窄带物联网的通信设备，包括船舶数据信息采集模块，其特征在于：还包括重复数据检测处理模块、异常数据检测处理模块以及数据风险判断模块；所述船舶数据信息采集模块采集所有船舶通信所需要的信息数据，并对信息数据进行特征预处理，将符合重复数据特征的信息数据传输至重复数据检测处理模块，将符合异常数据特征的信息数据传输至异常数据检测处理模块；所述重复数据检测处理模块接收船舶数据信息采集模块的数据信息后，将重复的数据依次标记为F1、F2、F3……
F
n
，对数据的信息特征值φ进行计算，并传输至数据风险判断模块；所述异常数据检测处理模块接收船舶数据信息采集模块的数据信息后，将异常数据依次标记为Y1、Y2、Y3……
Y
n
，构建异常检测模型对频谱特征进行提取，再基于提取的频谱特征采用传递函数对异常数据特征ζ进行进一步检测，并传输至数据风险判断模块；所述数据风险判断模块接收重复数据检测处理模块以及异常数据检测处理模块的数据信息后，通过风险评价模型对数据风险进行计算，将计算结果与风险阈值进行对比，得出风险结果。2.根据权利要求1所述的一种基于窄带物联网的通信设备，其特征在于：所述风险评价模型的建立包括以下步骤：步骤S01：构建模型层次结构；步骤S02：通过指标权重公式计算指标层各因素权重；步骤S03：计算风险评判结果；所述指标权重计算公式为：其中其中所述风险评判结果的计算公式为：D＝aφ+(1
‑
a)ζ。3.根据权利要求1所述的一种基于窄带物联网的通信设备，其特征在于：所述步骤S01中的层次结构包括指标层、准则层以及目标层，所述指标层包括重复数据特征以及异常数据特征，所述准则层包括数据完整性以及数据可用性，所述目标层为船舶通信信息数据风险。4.根据权利要求1所述的一种基于窄带物联网的通信设备，其特征在于：所述特征预处理包括以下步骤：步骤S11：对船舶通信数据进行预处理，并将数据标记为S1、S2、S3……
S
n
；步骤S12：对数据S1、S2、S3……
S
n
进行特征预处理，并将每个数据的特征依次对应标记为z
...

【专利技术属性】
技术研发人员：田丰，
申请(专利权)人：贵州商学院，
类型：发明
国别省市：