船舶消防监控自动化系统研究

发布时间：2020-11-04 02:09

　　 经济和贸易的全球化促使海运这一运输方式蓬勃发展,船舶安全性的要求也日益提高。由于同陆地环境的差异,船舶上的静电、生活用火、电焊、雷电等因素都是引起船舶火灾的重要原因。船舶这一特殊环境同样导致了逃生通道拥挤,船体容易断裂等特殊的情况,从而引起更大的人员伤亡。针对这些特殊之处,本文对船舶火灾监测系统进行了研究和设计。本文的主要内容之一,是通过考虑理论和实际两方面的因素对船舶消防监控自动化系统进行硬件部分的研究。首先,本文选择AT89S52微处理器作为船舶消防监控自动化系统处理器。该处理器的设计及制造技术成熟,同时具有低功耗和高性能的优点,因此成为本文的首选微处理器。同时,在CAN总线通讯技术的基础上,对船舶消防监控系统的温度采集子系统、氢气浓度检测子系统和烟雾浓度检测子系统进行了设计。火灾温度监控装置是在选用AT89S52单片机的基础上,考虑系统的可靠性以及系统的简洁性,搭配DS18B20数字温度芯片共同构成,这不仅可以直接输出温度数字信号,还可以直接连接到外部控制计算机。氢气浓度的检测选用MQ-8气体传感器。烟雾浓度的探测器选取了离子感烟探测器。同时选取TAD-172这一烟雾报警器来对船舶的舱室内进行烟雾浓度检测,该报警器的设计考虑到了防尘、防虫、防白光灯等因素。每次烟雾浓度超过极限时,报警器和探测器会发生声光报警,并通过继电器无源触点输出此时的开关量。在硬件选型和设计之后,本文还对船舶消防监控系统的软件部分进行了研究,编写系统中单片机的主程序、SJA1000的初始化程序、CAN总线发送节点的程序和CAN总线接收节点的程序,实现了本系统要求的功能。最后,在整个船舶消防监控系统设计完成之后,本文又对系统的可靠性进行了分析,并针对系统可能受到的干扰情况提供了抗干扰的解决方案。
【学位单位】：齐鲁工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：U664.88
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 研究意义
        1.2.1 理论意义
        1.2.2 实践意义
    1.3 研究现状
        1.3.1 国外研究现状
        1.3.2 国内研究现状
    1.4 研究内容
第2章 船舶火灾监控系统概述
    2.1 船舶火灾的成因
    2.2 船舶火灾的特点
    2.3 船舶火灾的分类
第3章 船舶消防监控系统硬件设计
    3.1 单片机的选择
        3.1.1 单片机最小系统组成
        3.1.2 振荡电路
        3.1.3 复位电路
    3.2 CAN总线通信
        3.2.1 CAN总线的分层结构
        3.2.2 CAN的报文形式
        3.2.3 CAN总通讯电路
        3.2.4 控制器的选择
        3.2.5 CAN总线收发器的选择
    3.3 防火风闸状态检测
    3.4 温度采集
        3.4.1 DS18B20介绍
        3.4.2 温度采集原理
    3.5 氢气浓度采集
    3.6 烟雾浓度采集
第4章 船舶消防监控系统软件部分设计
    4.1 单片机主程序
    4.2 SJA1000 初始化程序设计
    4.3 CAN总线发送节点程序
    4.4 CAN总线接收节点程序
第5章 船舶消防监控系统可靠性分析
    5.1 系统可靠性进行分析
    5.2 抗干扰措施
        5.2.1 干扰原因及后果
        5.2.2 硬件抗干扰
第6章 总结与展望
参考文献
致谢
附录1 单片机主程序
附录2 SJA1000初始化程序

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本文编号：2869449