应用PIC单片机的航行触礁风险红外预警系统设计

发布时间：2021-06-11 11:57

　　触礁预警信号是船体、礁石与预警系统通过射频技术实现的,当前的红外预警系统中射频信号通信采用单工通信方式,导致系统获取触礁风险等级的速度较慢,据此在应用PIC单片机的前提下,设计航行触礁风险红外预警系统。在硬件方面,用PIC单片机替换原有系统部分硬件,加强对多类型射频信号的传输速度。在软件设计方面,利用三次指数平滑法预测航行触礁风险,通过设置隶属度区分风险等级,采用半双工通信方式,实现对红外预警系统射频信号通信方式的设计。实验结果表明,与传统预警系统相比,此次设计的系统可以快速获取触礁风险等级,提升船舶的航行安全。 

【文章来源】：舰船科学技术. 2020,42(16)北大核心

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【部分图文】：

PWM编码方式Fig.2PWMcodingmode

域大型船中性船小型船区域A一般风险一般风险较为安全区域B较为安全安全安全区域C较高风险较高风险一般风险区域D超高风险超高风险超高风险表3实验测试对比结果Tab.3Experimentaltestcomparisonresults组别实验组测试结果/s对照组测试结果/s大型船中型船小型船大型船中型船小型船10.340.350.332.712.662.5820.340.350.322.652.722.6330.350.320.352.52.652.6540.330.340.352.692.652.6550.350.340.352.642.542.7均值0.340.340.342.612.642.64图2PWM编码方式Fig.2PWMcodingmode图4海域模拟地形图Fig.4Simulatedtopographicmapofseaarea第42卷王慧：应用PIC单片机的航行触礁风险红外预警系统设计·45·

了28位序列号、4位功能码以及2位状态码，由此设计的高频射频信号数据格式，如图3所示。图3高频射频信号数据格式Fig.3DataformatofhighfrequencyRFsignal红外系统利用上述格式，接收划分风险等级后的风险信息，至此应用PIC单片机后，船舶的航行触礁风险红外预警系统设计完毕。3实验测试此次设计的预警系统面向海洋航运业，能够获取更加详细的风向预警等级，并根据该结果选择适宜的避礁方案。将传统设计下的预警系统作为对照组，将此次设计的预警系统作为实验组，模拟船舶和航行海域，分别测试2个系统应用下，船舶在复杂海域内航行时获取的风险预警信息。根据此次实验要求，模拟3组规格不同的船舶，模拟一片地形地貌相对复杂的海域，图4为模拟的海域地形图。将海台区域设置为风险区域A，将海洋中脊设置为风险区域B，将海底岛弧设为风险区域C，将海底山脉设置为风险区域D，总计4处风险位置。其风险强度如表2所示。模拟设计三类船体模型，分别将2个预警系统与该模型相连接，表3为此次实验对比结果。根据统计的实验测试结果可知，面对不同型号的船舶，实验组获取风险等级的速度均值为0.34s，对照组获取风险等级的速度，其均值为2.64s，相比之下，实验组比对照组快了2.3s，由此可知，此次设计的预警系统，途径风险区域时，可以快速对触礁风险作出反馈，给船舶航行安全争取更大的调整时间，保证船体与人的生命财产安全。4结语针对当前红外预警系统获取触礁风险等级速度慢的问题，本文设计航行触礁风险红外预警系统，优化了原有系统硬件，通过半双工通信方式，加强系统对多类型射频信号的传输速度，令系统管控中心可以迅速获取风险等

【参考文献】：
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本文编号：3224490