简易船舶GPS、艏向显示仪的设计

发布时间：2017-07-17 12:30

  本文关键词：简易船舶GPS、艏向显示仪的设计

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【摘要】：船舶导航是船舶安全航行的基本要求,船舶航行时的航速、航向、经纬度、时间、日期等信息是船舶安全航行的必要信息。目前市场上,一套功能完备的GPS罗经导航仪多达数十万元,一般只有千吨级以上的渔货轮船才有条件配备。而小型渔货轮船上一般只配有机械平衡式指针磁罗经,往往没有条件配备如此昂贵的导航设备。为此,本文设计了一套专门适合小型渔货轮船航行时使用的导航仪,这可为小型渔货轮船的安全航行提供一定的帮助。简易船舶GPS、艏向显示仪由磁罗经传感器、GPS模块、主控模块和液晶显示模块组成。主控模块与液晶显示模块组合在一起,作为主显示器部分是本文的主要研究内容,而磁罗经传感器和GPS模块都作为配件。其中,磁罗经传感器用于将机械平衡式指针磁罗经的读数转换为电信号;GPS模块用于输出导航定位数据。主控模块是整个系统的核心,用于接收处理磁罗经传感器数据和GPS模块数据,并驱动液晶显示屏,达到实时显示磁罗经示数、航速、航向、经纬度、时间、日期等信息的功能。经测试,简易船舶GPS、艏向显示仪的各项电性能指标均符合设计要求,主要特性为:导航定位数据稳定且精度较高,艏向角显示分辨率0.1度,经纬度分辨率1秒,航速显示分辨率0.01节,航向分辨率0.01度。此外,该导航显示仪外形小巧,价格低廉,很适合在小型渔货轮船上应用。
【关键词】：单片机 船舶 导航 磁罗经 全球定位系统
【学位授予单位】：浙江海洋学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U666.1
【目录】：

• 摘要8-9
• ABSTRACT9-13
• 第一章 绪论13-19
• 1.1 课题研究的背景及意义13
• 1.2 国内外发展概况13-16
• 1.2.1 船用磁罗经14-15
• 1.2.2 船载GPS卫星导航仪15-16
• 1.3 选题依据16
• 1.4 本文的主要研究内容16-19
• 第二章 系统总体设计分析19-28
• 2.1 系统功能介绍19-20
• 2.2 硬件系统的组成20-25
• 2.2.1 磁罗经传感器20-22
• 2.2.2 GPS模块22-24
• 2.2.3 主控模块24-25
• 2.2.4 液晶显示模块25
• 2.3 控制程序构架25-28
• 2.3.1 初始化程序26
• 2.3.2 磁罗经传感器数据接收与处理程序26
• 2.3.3 磁罗经传感器数据屏幕刷新程序26
• 2.3.4 GPS数据接收与处理程序26
• 2.3.5 GPS数据屏幕刷新程序26-27
• 2.3.6 液晶显示屏驱动程序27-28
• 第三章 硬件电路设计28-34
• 3.1 STC12C5A16S2单片机的外围电路28-30
• 3.2 串行通讯接口电路30-32
• 3.3 电源模块的硬件电路32-34
• 第四章 软件系统设计34-56
• 4.1 定义程序34
• 4.2 液晶显示屏驱动程序34-42
• 4.2.1 液晶屏初始化程序35-37
• 4.2.2 画直线程序37-38
• 4.2.3 画圆程序38-39
• 4.2.4 画矩形程序39-40
• 4.2.5 写文字程序40-42
• 4.3 磁罗经传感器数据接收程序42-43
• 4.4 磁罗经传感器数据处理程序43-44
• 4.4.1 校验异或和程序43
• 4.4.2 艏向角提取程序43-44
• 4.5 磁罗经传感器数据屏幕刷新程序44-46
• 4.6 GPS数据接收程序46-49
• 4.6.1 GPS通信协议46-48
• 4.6.2 程序设计思想48-49
• 4.7 GPS数据处理程序49-52
• 4.7.1 UTC时间/日期的处理49-51
• 4.7.2 经纬度的处理51-52
• 4.7.3 速度的处理52
• 4.7.4 航向的处理52
• 4.8 GPS数据屏幕刷新程序52-53
• 4.9 主循环程序53-56
• 4.9.1 串口初始化53-54
• 4.9.2 主图形界面的初始化54-55
• 4.9.3 主循环程序55-56
• 第五章 设计制作与调试56-65
• 5.1 印刷电路板的设计与调试56-60
• 5.1.1 电路原理图的绘制56-58
• 5.1.2 PCB电路图的绘制58-60
• 5.1.3 元器件的焊接与电路板的调试60
• 5.2 控制程序的编写和烧入60-62
• 5.2.1 控制程序的编写60
• 5.2.2 控制程序的烧入60-62
• 5.2.3 程序的调试62
• 5.3 外壳设计62
• 5.4 系统综合测试62-64
• 5.5 电性能指标64-65
• 结论65-66
• 参考文献66-70
• 致谢70-71
• 在读期间发表的学术论文及研究成果71

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 杨新勇,黄圣国;磁罗盘的罗差分析与验证[J];电子科技大学学报;2004年05期

2 关政军,陈铎;磁罗经自差自动测定和补偿系统的研制[J];大连海事大学学报;2004年04期

3 吕闻;;Protel DXP2004的应用分析[J];计算机光盘软件与应用;2013年05期

4 吴亚楠;王梅;吴杏月;杜树伟;;基于LabView的GPS信号处理与分析[J];计算机安全;2014年01期

5 林U，

本文编号：553623