国产TurMass™技术突破!船舱气体监测系统实测成功,护航船舶安全新标杆
2025-04-08 11:04 冯梽镒  信息工程学院


浙江海洋大学海天智能物联网实验室自主研发的基于TurMass™通信技术的船舱气体检测系统,成功在“浙渔科2”科考船上完成实测!作为我国自主研发的新一代低功耗广域网(LPWAN)技术,TurMass™通过创新性单包多频点传输技术,进一步提升了信号的稳定性和可靠性,成功突破船舱金属舱壁的阻隔,即使在复杂环境下也能保障数据传输的高可靠性与低时延特性。在船舶气体无线检测技术上提供了国产通信技术的解决方案!

核心技术,自主可控

  基于大规模多天线免许可随机接入(mGFRA)框架与动态参数频移键控(DPFSK)调制技术,TurMass™通过极化码编码优化信号鲁棒性,在125kHz带宽下实现多用户频谱重叠并行传输,支持30-240个终端并发通信(包错误率<1%),单网关峰值吞吐量达200kbps。该系统采用时频空三维多址(TDMA+FDMA+SDMA)架构,在50MHz-1.04GHz宽频段内构建可扩展通信链路,结合8天线阵列配置与-150dBm级接收灵敏度,形成视距60km、密集城区6km的多场景覆盖能力。通过国产化芯片设计与国密算法集成,在终端成本降低40%的基础上,实现48,000用户容量下的5分钟级周期通信(40字节/次),满足大规模物联网部署对频谱效率、系统容量及电磁兼容性的综合需求。


多气体监测,安全无死角

该系统集成四合一气体传感器(CO、CO₂、C₃H₈、H₂S),基于STM32微控制器与自适应滤波算法实现气体浓度实时解析。通过多级中继组网架构与4G无线传输技术,构建机舱至岸基监控中心的实时数据链路,依托可视化大屏平台实现设备状态与风险因子的连续跟踪,有效提升安全隐患识别时效性与监测覆盖率。

实测环境:硬核挑战

  设备连接链路如图:气体采集+数据传输终端回传服务器的数据请求,经过TurMass™三级中继到达网关,网关通过4G连接到服务器,监测系统对回传的气体数据进行相关解析后实时转发到大屏显示界面。大屏展示界面每5秒调取一次服务器数据进行数据展示。

  TurMass™设备分布:从机舱到驾驶室,层层穿透无压力再一次证明TurMass™通信技术在金属密闭空间内向外通信的可行性(TurMass™通信技术位于法拉第笼中的穿透性较强)。同时,在经过20个小时左右的持续信息输出下,TurMass™通信技术有着极为稳定的数据流输出,证明本系统初步具备长时间监测船舱气体的能力。


其他

技术亮点

  穿透力MAX:在多层厚壁金属舱室环境中实现可靠信号穿透,有效抑制多径干扰并维持电磁波传播路径完整性。

  智能预警:数据异常即时触发警报,为船员安全加装“数字护盾”。

行业意义     

此次测试标志着国产LPWAN技术首次在船舶监测领域实现规模化应用,未来可拓展至油气平台、化工厂等密闭场景,为工业安全监测提供“中国方案”!

致谢      

特别致谢浙江海洋大学徐琦、于尧老师团队的专业护航——在复杂船舱环境作业期间,团队全程为设备部署与调试环节提供安全保障及技术支持,确保了项目各环节的有序推进。

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