基于CAN总线的机舱监视与报警系统设计与实现

发布时间：2017-05-30 23:04

  本文关键词：基于CAN总线的机舱监视与报警系统设计与实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着计算机及电子技术的飞速发展,船舶自动化水平正在不断提高,并且逐渐向全船自动化阶段发展。机舱监测与报警系统作为船舶自动化的重要内容也在不断发展。由于CAN通信技术是工业自动化控制中应用前景比较广泛的网络协议,因此基于CAN通信的船舶机舱基层网络控制单元的研究对于整个船舶机舱监视与报警系统的发展具有重要意义。 采用嵌入式技术与网络技术相结合,研制了一种基于CAN总线通信的船舶机舱监测报警系统,主要包括模拟量输入单元、脉冲量输入单元、开关量输入单元。在分析了船舶机舱监测报警系统结构和CAN通信技术的基础上,提出了基于ARM+CAN控制器构架的硬件设计方案。采用STM32F107VC处理器为核心处理单元,并为之设计了外围的接口电路、电源电路、信号输入电路等。同时在RealViewMDK编程软件的环境下完成了程序的编写,并借助JLINK将程序烧录到STM32内的FLASH中,通过上位机调试软件ZLGCANTest进行系统的调试工作。 基于CAN总线的船舶机舱监测与报警系统具有成本低、功耗小、使用方便等优点,能够实现船舶机舱中监测点数据的采集和状态的监测,并能通过CAN总线和上层计算机控制端进行通信,达到基层数据信息与全船系统信息共享的目的。目前,该系统模拟量和脉冲量部分已经成功应用在模拟器的基层网络控制中。在实际使用中暴露出一些不足之处,可以在以后的改进中得到进一步完善。
【关键词】：机舱监视与报警 ARM CAN总线通信
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：U665.26
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-14
• 1.1 课题研究背景10-12
• 1.1.1 船舶机舱监测与报警系统的作用与意义10
• 1.1.2 船舶机舱监测与报警系统的发展与现状10-12
• 1.2 课题研究意义及研究内容12-14
• 1.2.1 课题研究的意义12-13
• 1.2.2 本课题的主要研究内容13-14
• 第2章 机舱监视与报警系统的概述14-18
• 2.1 机舱监测与报警系统各部分的组成14
• 2.2 机舱监测与报警系统具备的功能14-18
• 第3章 机舱监测与报警系统的硬件设计18-48
• 3.1 硬件开发平台与设计方案18-20
• 3.1.1 Altium Designer 6.9开发平台的简介18
• 3.1.2 硬件设计方案18-20
• 3.2 处理器的选择20-23
• 3.2.1 Cortex-M3内核概述20-21
• 3.2.2 STM32F107VC处理器简介21-23
• 3.3 数据存储单元23-24
• 3.3.1 AT24C256简介23-24
• 3.3.2 AT24C256引脚配置24
• 3.4 电源模块24-27
• 3.4.1 +24V转+5V电源模块25-26
• 3.4.2 +5V电源转+3.3V电源模块26-27
• 3.4.3 +5V电源转-5V电源模块27
• 3.5 模拟量输入单元27-31
• 3.6 开关量输入单元31-33
• 3.7 脉冲量输入单元33-34
• 3.8 模拟量输出单元34-36
• 3.9 开关量输出单元36-37
• 3.10 通信单元37-42
• 3.11 硬件辅助电路42-44
• 3.11.1 JTAG程序烧写电路接口42-43
• 3.11.2 复位电路43-44
• 3.12 机舱监测与报警系统电路板PCB图44-48
• 第4章 机舱监测与报警系统的软件设计48-68
• 4.1 系统软件开发平台简介48-51
• 4.1.1 uVision集成开发环境简介48
• 4.1.2 J-Link仿真器的使用48-49
• 4.1.3 机舱监测与报警单元软件层次设计49-51
• 4.2 模拟量输入输出单元程序设计51-63
• 4.2.1 初始化模块程序设计53-57
• 4.2.2 热电偶放大倍数调整模块程序设计57-58
• 4.2.3 数据采集处理模块程序设计58
• 4.2.4 数据输出模块程序设计58
• 4.2.5 数据存储模块程序设计58-60
• 4.2.6 通信模块程序设计60-63
• 4.3 脉冲量输入单元程序设计63-66
• 4.4 开关量单元程序设计66-68
• 第5章 下位机与上位机的通信调试68-78
• 5.1 通信协议的格式68-69
• 5.2 模拟量输入单元CAN总线通讯协议69-70
• 5.3 脉冲量输入单元CAN总线通讯协议70-72
• 5.4 开关量单元CAN总线通讯协议72-73
• 5.5 CAN调试软件73-78
• 第6章 结论与展望78-80
• 6.1 研究结论78-79
• 6.2 工作展望79-80
• 参考文献80-83
• 致谢83-84
• 研究生履历84

【参考文献】

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中国硕士学位论文全文数据库 前4条

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本文编号：408086