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摘要:針對當前艦船電子信息遠程傳輸控制技術，定位水聲信號存在偏差，導致艦船電子信息丟包率和返包率較高的問題，提出嵌入式艦船電子信息遠程傳輸控制技術。利用聲載波、水聲通信艦船源信號，選取4個水聲換能器，并聯組成聲學基陣，計算目標聲源測向角度，噪聲定位電子信息水聲信號。令基陣接收的源信號轉換為數字信號，預處理后進行壓縮加密處理，利用PCI總線技術，傳輸電子信息的密文流至接收端口，解密后獲得電子信息明文流，實現嵌入式艦船電子信息遠程傳輸控制。實驗結果表明，設計技術能夠有效減少丟包率和返包率，充分保證艦船電子信息遠程加密傳輸的穩定性。

關鍵詞：嵌入式；艦船電子信息；遠程傳輸；傳輸控制；水聲信號；數據加密

0引言

目前市場需求和技術發展，船用網絡開始逐步應用電子信息技術，因此，對艦船電子信息遠程傳輸控制技術進行研究，構建船用通信網絡，對艦船遠程傳輸的通信技術進行完善，保證信息傳輸的高效性、準確性和安全性，具有重要意義[1]。文獻[2]搭建遠程傳輸網絡模塊，利用抽樣定理，在傳輸信道中設置增益設備，放大并還原信號，對加密信號進行解釋，發送給信息遠程接收端，同時通過遙控設備，調整信號接收時間，避免信號失真，但該方法未對增益設備進行負增益處理，存在丟包率和返包率較高的問題。針對這一問題，提出嵌入式艦船電子信息遠程傳輸控制技術設計，增加艦船網絡遠程傳輸的質量。

1嵌入式艦船電子信息遠程傳輸控制技術

1.1定位艦船電子信息水聲信號

定位艦船電子信息水聲信號，將源信號轉換為數字信號。首先構建嵌入式艦船電子信息遠程傳輸的總將包含艦船信息的物理信號和電信號，作為需要遠程傳輸的信息源，利用聲載波，對艦船源信號進行水聲通信，利用4個水聲換能器，并聯布置成一個聲學基陣，對水聲信號進行采集，噪聲定位水聲電子信息。電子信息定位過程如圖2所示。a1a2a3a4b，cd圖中，點A為電子信息目標聲源，，，，分別為4個傳聲器；為方位角；為目標測距。則電子信息定位的單頻脈沖信號為：Q=B√12h[K(a1)+K(a2)+K(a3)+K(a4)]2，(1)BhK(a1)K(a2)K(a3)K(a4)ϕ其中，為艦船電子信息的頻譜調制幅度，為初始水聲電子通信頻率，，，，分別為聲源到4個傳聲器間的聲程差[3]。計算目標聲源測向角度，公式為：ϕ=−2dcos2csin2b。(2)利用時域信號翻轉技術，對基陣接收的單分量信號，進行隨機分布的盲卷積，在短時間內增益調整信號。然后構建嵌入式艦船的信息處理端口，實時檢測模擬信號，把源信號轉換為A/D分辨率的數字信號，得到電流信號數字量，再對電子信息的數字信號進行存儲。至此完成艦船電子信息水聲信號的定位。

1.2遠程加密傳輸艦船電子信息

UG預處理存儲的數字信號，對其進行遠程加密傳輸。復制存儲的電子信息數據，利用收發轉換電路，完成放大、濾波等操作，并通過沖突檢測和協調，修改電子信息，確保數據格式的規范性。利用多小波的閾值壓縮算法，編碼信源和信道，生成一個尺度函數，對數字信號進行多小波分解和重構，壓縮電子信息數據。多小波的分解函數與重構函數公式為：nInFnPVWj其中：為多小波的維數，為n×n的維系數矩陣，為n×n的尺度矩陣；，分別為維系數矩陣和尺度矩陣的頻域；，分別為多小波分解和重構的低頻系數、高頻系數。通過公式（3），保證多小波函數之間的正交，去除電子信息中的冗余量，令少量數據傳遞出最多的信息量。采用混沌比特序列，分割電子信息數據，把數據代入混沌序列，一一映射后進行迭代，控制迭代次數，改變每個電子信息的數據值，然后通過設備ID和秘密值的不同組合方式，創建超輕量級的流加密密鑰。電子信息處理端口使用加密算法，對密鑰流的明文流進行加密，公式為：{ZiiMiMi−1ii−1Eiiαβ其中：為第條電子信息的密文流；，分別為第條和條電子信息的明文流；為第條明文流對應的密鑰流，為設備ID的唯一標識碼，為設備秘密值[4]。利用PCI總線技術，實現人機通信，對數字信號進行傳輸，把密文流發送至電子信息接收端口，對接收到的密文流進行解密，解密算法如下：遠程接收端口獲取電子信息的明文流，對明文流中的標志位進行驗證，判斷密鑰流是否解密成功，若解密未成功，則重新發送密文流，直至電子信息解密完整。

2實驗分析

將此次設計技術，與文獻[2]電子信息遠程傳輸控制技術，進行對比實驗，比較2組技術遠程傳輸電子信息時的丟包率和返包率。

2.1實驗準備

將仿真測試建立在OPNETModeler14.6嵌入式軟件中，電子信息處理端口和遠程傳輸接收端口，都配置1.90GHz主頻、3.0GB內存的計算機，設置仿真參數如表1所示。使用MQTT通信協議，向接收端口發送一定量的數據包，通過水聲信息采集和數據通信，令接收端口訂閱并存儲數據包。數據內容包括艦船角度、轉速、溫度，輸出的電子信息水聲信號如圖3所示。

2.2實驗結果

連續輸出電子信息水聲信號30min后，將數據長度作為測試條件，控制數據長度在200～2000Byte。統計信息數據丟包率，實驗結果如表2所示。可知，設計技術平均丟包率為0.189%，文獻[2]技術平均丟包率為0.346%，相比文獻[2]技術，設計技術丟包率減少了0.157%。針對加密的電子信息數據包，若連續解密仍未成功，則對數據包進行返回，統計信息數據返包率，實驗結果如表3所示。可知，設計技術平均返包率為0.222%，文獻[2]技術平均返包率為0.490%，相比文獻[2]技術，設計技術返包率減少了0.268%。綜上所述，此次設計技術遠程傳輸電子信息數據包時，相比文獻[2]技術，減少了丟包率和返包率，丟包量和返包量明顯減少，充分保證了信息加密傳輸的穩定性。3結語此次研究針對嵌入式艦船電子信息，設計一組遠程傳輸控制技術，提高了信息加密傳輸的穩定性。但此次設計技術仍存在一定不足，在今后的研究中，將會改進電子信息的上傳方式，進一步增加信息數據的存儲能力。

參考文獻：

[1]謝馬慶.通信信息工程的傳輸與接入網技術研究[J].通訊世界,2020,27(2):130–131.

[2]伍求禮.電子信息系統中信息傳輸控制技術[J].通信電源技術,2019,36(4):221–222.

[3]張新,張懷,蔣勵.基于nRF24L01無人船艦數據傳輸系統的時鐘同步[J].西安郵電學院學報,2019,24(3):38–43.

[4]黃一,王鴻東,程鋒瑞,等.基于時序數據庫的無人船信息管理系統設計與性能測試[J].中國艦船研究,2019,14(4):161–166.

作者:鄧柳 單位:長江職業學院