嵌入式船舶主机遥控系统的设计与开发
发布时间：2021-11-18 15:21
电子技术、计算机技术、网络技术在船舶中的广泛应用,加快了船舶自动化的进程,同时开拓了船舶智能化研究的新课题。论文首先分析了船舶主机遥控系统的发展现状,船舶主机遥控系统目前正向网络化、模块化、分布式的方向发展。提出了基于CAN总线和以太网双级网络的嵌入式船舶主机遥控系统的设计方案,既满足了现场数据传输实时性的要求,又满足上层监测数据的大容量传输、易于组网的需求。依据船级社的造船规范设计了UPS电源模块,能够实现主电网失电情况下通过24V应急电源对遥控系统无扰动供电的功能。遥控系统从结构上分为三层,从下到上依次为：测控层、网关层和监控层。设计工作按照三层结构依次展开,最终完成遥控系统的设计开发。测控层主要包括现场分布式DI、DO、Al、AO及转速拾取模块,完成现场数字量、模拟量及转速脉冲信号的采集,控制现场执行机构的动作执行。现场分布式I/O模块核心CPU全部采用基于ARM CortexTM-M3内核的STM32微处理器。I/O模块全部实现了CAN通信的双冗余。网关层用于连接监控层与测控侧,实现CAN-Ethernet帧格式的转换。网关硬件采用W7100A+SJA1000的结构,在分析了W...
【文章来源】：大连海事大学辽宁省 211工程院校
【文章页数】：101 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１?ＡＣ?Ｃ２０系统结构图??巧ｇ．?１．１?Ｔｈｅ?ｓｙｓｔｅｍ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?Ａ山０?Ｃｈｉｅｆ?Ｃ２０??
虑度胧街骰?？叵低车淖芴迳杓萍暗缭茨？榈纳杓疲崳?员的安全系数，保证了船舶安全航行，减少了物质损失和人员伤害。遥控系统的．??电源供电系统框图如图２．２所示。??■?１??Ｉ?热备电源冗会棋块?１??Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ??主电网电ｇ?Ｉ?！??ＡＣ２２０Ｗ入?Ｉ?ＤＣ２４Ｖ?羣了叩．…节当?Ｉ???＾疆：一？?：?！?１??ｊ?Ｌ＾Ｊ?，扣痒授’＾?Ｉ闕出??巧合电网电源１?Ｉ??ＤＣ２４Ｖ？ｒ?入?Ｉ?＾?－ＩＩＩＩＩ＇司?Ｉ??Ｉ?Ｊ??图２．３遥控系统的供电原理图??Ｆｉｇ．?２．２?Ｔｈｅ?ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ?ｓｃｈｅｍｅ?ｏｆ?ｐｏｗｅｒ?ｓｕｐｐｌｙ??本章设计的电源模块主电源失电时能发出主电源故障的声光报警。电源模块??主要分为整流电路板和电源切换电路板两块电路板。整流电路板的功能主要是采??用半导体桥式整流电路的原理，经过变压、整流、滤波、稳压四个过程将ＡＣ２２０Ｖ??电源变换为符合要求的直流２４Ｖ电源ｔｕｉ，切换板的主要功能是实现主电源整流后??的２４Ｖ电源与充放电板２４Ｖ电源的无扰动切换。ＡＣ－ＤＣ电路原理图如图２．３所??不。??８??
能超过最大额定输出功率。如果输出电压鳥于其标称值，应降低输出电流，使之??符合最大输出功率的限制。??ＤＣ２４Ｖ电源切换板电路原理图如图２．４所示。工作时端子Ｊ３输出ＤＣ２４Ｖ为??遥控系统供电。船舶主电网ＡＣ２２０Ｖ经过电源变换为ＤＣ２４Ｖ接入到端子Ｊ１，应??急电网的ＤＣ２４Ｖ直接接到端子Ｊ２。场效应管为电压驱动型器件，广泛应用于电??源开关电路中，电源模块采用Ｐ沟道场效应晶体管芯片ＦＤＳ６６７５ＢＺ，此器件非常??１０??
【参考文献】：
期刊论文
[1]嵌入式船舶主机遥控系统的设计与实现[J]. 曹辉,贾宝柱,张均东. 中国造船. 2013(02)
[2]基于Ethernet的冗余CAN总线协议转换器设计[J]. 周震,雷志广. 计算机技术与发展. 2013(03)
[3]嵌入式Linux NFS根文件系统的构建及研究[J]. 康天下,支剑锋. 现代电子技术. 2012(04)
[4]基于WinCE的嵌入式主机遥控模拟装置设计[J]. 贾宝柱,曹辉,张均东,鲁道毅,张文杰. 中国造船. 2011(04)
[5]基于W7100的以太网读卡器的设计与实现[J]. 温冬伟,王平立,宋斌. 电子设计工程. 2011(09)
[6]基于Qt的井间地震运动学正演软件编制[J]. 王彦军,郭鸿宾. 计算机与数字工程. 2011(01)
[7]船舶综合数字信息系统研究与探讨[J]. 段新,褚健,施一明. 中国造船. 2010(01)
[8]嵌入式系统及其发展趋势研究[J]. 王金宇. 电脑知识与技术. 2010(05)
[9]一种时间离散的随机多址通信系统的算法[J]. 张令通,赵继强. 大理学院学报. 2008(04)
[10]ARM7启动代码的分析与设计[J]. 王小良,吴言荪,刘世宇. 电子测量技术. 2008(01)
硕士论文
[1]船舶新型主推进遥控系统的研究[D]. 周航.中国舰船研究院 2013
[2]基于CAN总线的机舱监视与报警系统设计与实现[D]. 王恒.大连海事大学 2013
[3]船用高速柴油主机推进控制系统的研究与设计[D]. 郑文军.大连海事大学 2013
[4]嵌入式异构通讯网关[D]. 郑东跃.北京工业大学 2013
[5]基于Hi3515平台的智能展示台的设计[D]. 郭建军.太原理工大学 2013
[6]智能光照培养系统[D]. 舒伟.浙江大学 2013
[7]船用以太网IO单元及网络的设计与实现[D]. 张强.大连海事大学 2012
[8]uc/os-Ⅱ在51上的移植及应用[D]. 王谊.电子科技大学 2012
[9]基于多异构协议的嵌入式网关设计与实现[D]. 郭基伟.大连理工大学 2011
[10]基于FPGA的智能变送器的设计与开发[D]. 周维龙.湖南大学 2011
本文编号：3503142
【文章来源】：大连海事大学辽宁省 211工程院校
【文章页数】：101 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１?ＡＣ?Ｃ２０系统结构图??巧ｇ．?１．１?Ｔｈｅ?ｓｙｓｔｅｍ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?Ａ山０?Ｃｈｉｅｆ?Ｃ２０??
虑度胧街骰?？叵低车淖芴迳杓萍暗缭茨？榈纳杓疲崳?员的安全系数，保证了船舶安全航行，减少了物质损失和人员伤害。遥控系统的．??电源供电系统框图如图２．２所示。??■?１??Ｉ?热备电源冗会棋块?１??Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ??主电网电ｇ?Ｉ?！??ＡＣ２２０Ｗ入?Ｉ?ＤＣ２４Ｖ?羣了叩．…节当?Ｉ???＾疆：一？?：?！?１??ｊ?Ｌ＾Ｊ?，扣痒授’＾?Ｉ闕出??巧合电网电源１?Ｉ??ＤＣ２４Ｖ？ｒ?入?Ｉ?＾?－ＩＩＩＩＩ＇司?Ｉ??Ｉ?Ｊ??图２．３遥控系统的供电原理图??Ｆｉｇ．?２．２?Ｔｈｅ?ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ?ｓｃｈｅｍｅ?ｏｆ?ｐｏｗｅｒ?ｓｕｐｐｌｙ??本章设计的电源模块主电源失电时能发出主电源故障的声光报警。电源模块??主要分为整流电路板和电源切换电路板两块电路板。整流电路板的功能主要是采??用半导体桥式整流电路的原理，经过变压、整流、滤波、稳压四个过程将ＡＣ２２０Ｖ??电源变换为符合要求的直流２４Ｖ电源ｔｕｉ，切换板的主要功能是实现主电源整流后??的２４Ｖ电源与充放电板２４Ｖ电源的无扰动切换。ＡＣ－ＤＣ电路原理图如图２．３所??不。??８??
能超过最大额定输出功率。如果输出电压鳥于其标称值，应降低输出电流，使之??符合最大输出功率的限制。??ＤＣ２４Ｖ电源切换板电路原理图如图２．４所示。工作时端子Ｊ３输出ＤＣ２４Ｖ为??遥控系统供电。船舶主电网ＡＣ２２０Ｖ经过电源变换为ＤＣ２４Ｖ接入到端子Ｊ１，应??急电网的ＤＣ２４Ｖ直接接到端子Ｊ２。场效应管为电压驱动型器件，广泛应用于电??源开关电路中，电源模块采用Ｐ沟道场效应晶体管芯片ＦＤＳ６６７５ＢＺ，此器件非常??１０??
【参考文献】：
期刊论文
[1]嵌入式船舶主机遥控系统的设计与实现[J]. 曹辉,贾宝柱,张均东. 中国造船. 2013(02)
[2]基于Ethernet的冗余CAN总线协议转换器设计[J]. 周震,雷志广. 计算机技术与发展. 2013(03)
[3]嵌入式Linux NFS根文件系统的构建及研究[J]. 康天下,支剑锋. 现代电子技术. 2012(04)
[4]基于WinCE的嵌入式主机遥控模拟装置设计[J]. 贾宝柱,曹辉,张均东,鲁道毅,张文杰. 中国造船. 2011(04)
[5]基于W7100的以太网读卡器的设计与实现[J]. 温冬伟,王平立,宋斌. 电子设计工程. 2011(09)
[6]基于Qt的井间地震运动学正演软件编制[J]. 王彦军,郭鸿宾. 计算机与数字工程. 2011(01)
[7]船舶综合数字信息系统研究与探讨[J]. 段新,褚健,施一明. 中国造船. 2010(01)
[8]嵌入式系统及其发展趋势研究[J]. 王金宇. 电脑知识与技术. 2010(05)
[9]一种时间离散的随机多址通信系统的算法[J]. 张令通,赵继强. 大理学院学报. 2008(04)
[10]ARM7启动代码的分析与设计[J]. 王小良,吴言荪,刘世宇. 电子测量技术. 2008(01)
硕士论文
[1]船舶新型主推进遥控系统的研究[D]. 周航.中国舰船研究院 2013
[2]基于CAN总线的机舱监视与报警系统设计与实现[D]. 王恒.大连海事大学 2013
[3]船用高速柴油主机推进控制系统的研究与设计[D]. 郑文军.大连海事大学 2013
[4]嵌入式异构通讯网关[D]. 郑东跃.北京工业大学 2013
[5]基于Hi3515平台的智能展示台的设计[D]. 郭建军.太原理工大学 2013
[6]智能光照培养系统[D]. 舒伟.浙江大学 2013
[7]船用以太网IO单元及网络的设计与实现[D]. 张强.大连海事大学 2012
[8]uc/os-Ⅱ在51上的移植及应用[D]. 王谊.电子科技大学 2012
[9]基于多异构协议的嵌入式网关设计与实现[D]. 郭基伟.大连理工大学 2011
[10]基于FPGA的智能变送器的设计与开发[D]. 周维龙.湖南大学 2011
本文编号：3503142
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