港航工程船舶载运信息监测终端的研究与开发
本文选题:工程船舶 + GPS/BDS组合系统 ; 参考:《集美大学》2015年硕士论文
【摘要】:港航工程船舶是港区内进行各种施工作业的专用船舶。挖泥船和驳船是目前航道疏浚、吹填土工程中使用较为广泛的工程船舶。由于船舶特点,对其进行实时有效的监管是困扰港航管理部门的难题。现有的作业辅助设备和监测方式仍有很多弊端,影响了船舶作业效率和管理部门的全方位远程监督。基于此,针对实际情况,本文设计研发了工程船舶的载运信息监测终端。论文在对卫星导航定位技术、BDS/GPS组合定位、RTK技术、嵌入式技术等技术研究的基础上,分析了终端的功能需求,完成了硬件研发、软件研发和通信协议设计三部分。系统硬件采用模块化设计,应用BDS/GPS组合定位和RTK技术采集高精度数据,以处理器为核心对数据进行处理、存储、查询,通过GPRS、WIFI模块实现无线通信。软件设计和研发选择在STM32裸机环境下进行,研究了SPI和USART串口通信、SD卡驱动,通过移植FATFS文件系统有效存储数据,实现了数据的读写处理、发送和查询功能。最后,通过GPRS传输和自定义协议,实现了远程监控端对SD卡中数据的查询操作。本终端便携性好,不受人为干扰,是载运信息监测的“黑匣子”,一定程度上解决了管理部门监测需求和工程船作业需求难以统一的矛盾。测试数据和结果表明,终端稳定可靠,可完成高精度数据的采集、处理、存储和查询,能通过GPRS、WIFI分别实现和远程终端、船端设备的通信,达到了预期的效果。通过进一步的实船应用,对提高疏浚工程的质量监管和工程效率有着重要意义。
[Abstract]:Port-navigation engineering ship is a special vessel for all kinds of construction operations in the port area. Dredger and barge are widely used in dredging and filling engineering. Due to the characteristics of ships, real-time and effective supervision is a difficult problem for port and shipping management departments. There are still many drawbacks in the existing operational auxiliary equipment and monitoring methods, which affect the efficiency of ship operation and the all-directional remote supervision of the management department. In view of the actual situation, this paper designs and develops the terminal of carrier information monitoring for engineering ships. On the basis of the research on RTK technology and embedded technology of GPS / GPS integrated positioning technology, the paper analyzes the functional requirements of the terminal, and completes the hardware development, software development and communication protocol design. The hardware of the system is designed by modularization, the high precision data is collected by BDS/GPS combined positioning and RTK technology, and the data is processed, stored and queried with the processor as the core, and the wireless communication is realized through the GPR / WiFi module. The software design and development are carried out under the environment of STM32 naked machine. The SD card driver of SPI and USART serial port communication is studied. By transplanting FATFS file system to store data effectively, the functions of data reading and writing processing, sending and querying are realized. Finally, through GPRS transmission and custom protocol, the remote monitor can query the data in SD card. The terminal is a "black box" for carrying information monitoring, which is portable and free from human interference. To a certain extent, the contradiction between the monitoring demand of the management department and the operation demand of the engineering ship is solved. The test data and results show that the terminal is stable and reliable, can complete the acquisition, processing, storage and query of high-precision data, and can communicate with the remote terminal and ship-end equipment separately through GPRSS-WiFi, and achieves the desired results. It is of great significance to improve the quality supervision and engineering efficiency of dredging engineering through further application of ship.
【学位授予单位】:集美大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:U615.35
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,本文编号:1938695
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