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记者从浙江海洋大学了解到,近日,该校海天智能物联网实验室成功研发了基于国产TurMassTM通信技术的新型船舱气体检测系统。该技术可在船舱复杂环境下保障检测信号传输的可靠性与低延迟特性,有望大幅降低同类产品高昂的部署成本,实现推广应用。
据介绍,船舱内密闭空间作业是船舶修造、船燃加注等领域的常见作业场景。但密闭空间内空气流通性差,爆燃风险较高,作业具有危险性。密闭空间作业期间,对气体进行实时监测,是确保安全的重要手段。
“船舱密闭空间往往包裹在厚厚的多层钢板下,金属结构会屏蔽无线信号,要实现有效的实时监管难度不小。”浙江海洋大学海天智能物联网实验室主任陈宏铭告诉记者,传统高端船舶无线气体监测领域长期被挪威Kongsberg、德国Dr?ger的集成化系统所主导,部署成本较高;无线监测系统主要采用美国LoRa无线传输技术等,依赖进口芯片,在安全性上有所欠缺。
2023年,浙海大海天智能物联网实验室团队开始尝试基于国产TurMassTM通信技术研发船舶气体检测系统,以期破解此类痛点。
据介绍,TurMassTM通信技术于2020年开始研发算法与芯片设计,陈宏铭也是研发团队的核心成员。该技术应用了5G通信中的大规模天线、极化码等先进技术,无线信号经测试可穿透约30厘米厚的多层钢板,极限通信距离达80公里,且从芯片设计到协议栈完全自主可控。
以该技术为核心,团队设计了三层中继器结构,并大幅提升兼容性,研发了船舱气体检测系统。去年,该系统完成了多障碍物阻隔下钢质油罐内的信号穿透测试,与传统终端对比,在功耗降低40%的优势下,成功突破直径80米的钢质油罐并采集到密闭空间内的图像数据,数据传输成功率达到100%,解决了罐内信号传输中断、丢失情况。
今年3月,该系统在“浙渔科2”科考船上完成测试,实现了穿透多层金属舱壁的实时数据传输,经过多级中继后,传输延迟时间小于5秒。团队自研终端传感器支持丙烷、硫化氢、一氧化碳等多气体同步检测。系统在20小时连续测试中稳定运行,初步具备长时间监测气体的能力。
“实验数据显示,在相同的带宽情况下,TurMassTM比LoRa传输容量提升近百倍,速率提升6倍,数据安全也更有保障。”陈宏铭介绍,团队完全自主研发的检测系统每个检测点的部署费用比国外产品大幅降低,在市场化方面存在优势。
目前,该设备相关技术已基本成熟,实验团队期待尽快实现技术转化。“我们期待能与舟山本地的船企、供油企业开展合作,根据实际场景实现定制化部署,真正破解船舱密闭空间监管难的痛点。”陈宏铭说。