船舶安全综合监控系统的设计

发布时间：2017-06-08 18:05

  本文关键词：船舶安全综合监控系统的设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着自动化技术、电气工程技术、通信技术以及计算机技术的发展,现代化船舶的发展方向主要是自动化和数字化。船舶安全综合监控系统是船舶自动化的一个重要内容,能够精确可靠的监测船舶内各种设备的参数及运行状态,保证船舶的安全运行。本文设计并完成的船舶安全综合监控系统能够在船上的不同区域及时了解船舶的信息,该系统实时性强,运行可靠。系统研究了Kongsberg船舶自动化技术,结合我国船舶的特点并基于船舶高度自动化和日益严格的安全要求的基础上,采用了CAN现场总线技术,更进一步利用了总线冗余技术,同时利用了网络技术进行远程传输,提高了系统的可靠性与准确性。系统硬件的设计上采用模块化设计方案,利用了分布式数据处理单元,采用了PT100热电阻温度采集模块、气体浓度和固体浓度监测模块、开关量采集模块、热电偶信号采集模块、电流采集模块和开关量输出模块,根据船舶以及系统的需要设计模块安装位置,同时确定模块数量。本系统引进了GPS定位技术,对船舶的位置进行精确定位,并确定船舶的速度、海拔等信息。现场控制器能够读取现场模块采集的数据并进行数据处理。此外还采用了TCP/IP技术,通过网络可以进行信息发布与数据传递,达到远程控制的目的。采用NI Lab VIEW编程语言,利用其强大的函数库以及丰富的控件功能设计了可操作性强、交互性好的上位机监控界面,同时设计了数据接收、TCP通信、数据查询、数据库操作、数据显示子程序,通过温度、压力、液位、坐标、烟雾的监测,实现了船舶的自动监控报警,并利用DataSocket技术进行远程人机交互控制。本系统综合应用了传感器技术、无线通信技术、GPS定位技术以及虚拟仪器技术,布线较少,开发成本较低,很好的实现了船舶安全监控以及报警功能,同时符合《钢质海船建造入职规范》。
【关键词】：船舶监控 远程控制 传感器 虚拟仪器
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U698
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-15
• 1.1 研究背景8-9
• 1.2 船舶监控系统研究现状及发展9-12
• 1.3 研究意义12-15
• 2 船舶安全综合监控系统总体方案15-24
• 2.1 船舶安全监控系统需求分析15-16
• 2.2 船舶安全综合监控系统的工作原理16-17
• 2.3 船舶安全监控系统的方案设计17-24
• 2.3.1 报警信息的数据采集及指标18-20
• 2.3.2 船舶安全综合监控系统结构20-24
• 3 系统通信技术的研究24-33
• 3.1 串行通信接口技术24-27
• 3.1.1 串行通信技术24-25
• 3.1.2 接口标准介绍25-27
• 3.2 CAN总线冗余设计27-33
• 3.2.1 CAN总线技术27
• 3.2.2 CAN总线技术规范27-29
• 3.2.3 CAN总线冗余技术的设计29-33
• 4 监控系统的硬件设计33-45
• 4.1 DPU数据采集模块33-40
• 4.1.1 DPU的供电电源模块33-34
• 4.1.2 单片机及其外围电路的设计34-35
• 4.1.3 PT100铂热电阻温度采集模块35-38
• 4.1.4 热电偶数据采集模块38-39
• 4.1.5 固体颗粒浓度检测模块39-40
• 4.2 船舶GPS定位40-42
• 4.3 电磁兼容42-45
• 5 船舶安全综合监控系统的软件设计45-58
• 5.1 系统软件的总体结构45-49
• 5.2 嵌入式程序的开发49-50
• 5.3 服务器终端设计50-58
• 5.3.1 信息整合与数据处理51-53
• 5.3.2 TCP/IP接收模块53-54
• 5.3.3 用户界面54-57
• 5.3.4 远程发布DataSocket57-58
• 结论58-59
• 参考文献59-62
• 致谢62-63

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