随着现代船用电子信息系统的发展，各电子设备之间及与设备与信息中心的数据交互越加频繁，交互量越来越大，传统的基于无线通信架构的数据通信系统，已经越来越不能满足海上大量数据的交互性的要求，物联网是一种全新的互联结构，其数据采集、传输是基于RFID射频技术、传感器技术及无线传感网络技术，能够高效的对船用通信数据进行处理。

船用电子信息系统应用类型越来越多，如海上气象检测系统、船舶跟踪识别系统、船舶避碰系统及信息中心等，其数据传输及处理量呈指数级增加，如何高效地对大数据进行通信传输、处理关系着整个船舶电子设备的运行效率。

传统的海上数据通信有基于3G，4G无线通信网络，光纤网络及无线局域网络3种，随着采集数据类型及数据量的增加，已经越来越不能满足海上大量数据的交互要求。物联网是一种全新的互联结构，其数据采集、传输是基于PFID射频技术、传感器技术及无线传感网络技术，能够高效的对船用通信数据进行处理。

本文探讨的是现有的海上无线数据通信架构，重点研究数据通信中的拥塞控制算法，对现有的先入先出（FIFO）进行改进，目前已有一种新的加权平均队列算法，有效平衡船用电子设备的网络宽带资源，提高其利用率。

基于海上无线局域网的物联网结构采用RFID射频芯片对船舶电子设备进行数据采集，在物联网结构中对这些数据进行融合，最后将数据进行分装并发送至无线局域网，同时通过无线局域网中的路由器与VPND虚拟网络进行连接。基于海上无线局域网物联网数据平台分为以下3个区域：

1. 为核心交换区，通过区域无线局域网与运营服务商进行连接，并对数据继续分组转化，在整个网络中处于核心地位。

2. 为物联网接入区，将A区传输的数据在物联网中进行接入，必须要保证的是数据接口的统一及各种软硬件的兼容性。

3. 为基于VPND虚拟网络的控制平台，为船舶各电子设备提供服务。

◉ 基于TCP/IP协议的带宽控制本文的海上数据通信利用TCP/IP协议，在传输层面对TCP包的大小及数量进行控制，具体的有分组调度控制，队列管理控制及拥塞控制等。

在基于TCP/IP传输中，首先需要确定对方CPU、内存等处理能力，也即一次能处理的信息数据块大小。然后在发送及接受信号的窗口进行调节，改变信号传输率及TCP包的大小，对通信流量进行控制。再次，每次信号传输之前需要对窗口进行设置，以控制传输速率与流量。

基于TCP/IP协议物联网拥塞控制主要包含以流量限制、传输恢复、初始化限额启动及失败重传4个步骤。在每个阶段，对传输窗口大小都有不同的调节机制来调节网络带宽、传输速率及一次性传输信息量大小；同时，需要保证一定的网络带宽利用率，通过在接受端和发送端增加环进行控制。在海上物联网通信系统中，通过构建以太网络对流量进行控制。

◉ 拥塞控制算法

海上物联网通信中的拥塞控制算法通过中心监控设备对船用各电子设备的数据交互进行监控，整个算法包括以下3个核心模块：

1. 管控中心控制模块通过监控中心对船用电子设备的数据传输、接收及处理等信息进行统计分析，对出现数据通信阻塞的节点进行管理；

2. 算法初始及启动模块由管控中心对算法模块进行初始化及启动。

3. 发送模块本文算法主要通过发送端对发送流量的控制进行拥塞管理，具体是将发送模块置于通信网络的各处网格中，通过ALC对实际系统访问控制列表进行流量的控制。

◉ 拥塞配置管理

当对数据进行分组时，其效率比PVC的发送速率更高，在其连接处会出现数据拥塞；同样，当一个信息处理系统对数据的处理速率比其接受数据慢时，也会出现数据拥塞，其核心是通过资源调度策略来对流量进行控制，解决方法由：对TCP包进行分类管理、采用缓存队列方式。

◉ FIFO调度算法优点：算法复杂度简单，并不需进行网络配置。缺点：对于UDP非流控制数据报文，其约束性条件不能满足带宽的最大利用。

◉ 优先队列（PQ）算法优点：对于实时性要求较高的业务实时性能较好。缺点：较高优先级的数据占用较低优先级的带宽，影响优先级低的业务性能。

◉ 加权平均队列算法优点:对各种不同业务处理较为平衡，带宽资源利用率较高。缺点：算法复杂度较高。

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