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基于嵌入式的船舶机舱监测报警系统研究与设计
| 论文题名： | 基于嵌入式的船舶机舱监测报警系统研究与设计 |
| 关键词： | 船舶机舱;监测报警;CAN总线;操作系统;数据传输 |
| 摘要： | 电子技术和网络技术在船舶中的发展，推进了船舶自动化的进程。嵌入式技术以应用为中心、基于计算机技术、软硬件可裁剪、满足系统在功能、可靠性、成本和体积上的严格要求，在船舶机舱监测报警系统中具有广泛的应用前景。 本文在综述和分析船舶机舱监测报警系统发展现状的基础上，设计并初步实现了基于CAN总线+以太网的双级网络嵌入式船舶机舱监测报警系统，满足底层数据传输实时性和上层大容量数据传输的要求。本文设计的UPS电源模块能够实现在主电网失电情况下通过24V应急电源对系统进行平稳切换的功能。本系统主要设计了现场分布式处理单元、延伸报警装置和CAN-Ethernet网关三个部分。 现场分布式处理单元分布在机舱各个监测点，主要实现现场数字量采集、模拟量采集和控制现场执行机构等功能。本单元模块都选用基于ARM CortexTM-M3内核的STM32F107VCT6作为微处理器，各模块之间全部实现了CAN通信的双冗余连接。在KeilμVision5软件开发平台上，根据控制流程图，用C语言编写逻辑控制程序。在软件系统中移植μC/OSⅡ操作系统，提高了系统实时性和多任务性能表现。 延伸报警装置位于轮机员舱室、驾驶室和公共场所，是按照无人机舱的基本原则设计的。本文的延伸报警装置以STM32F103微处理器为核心，参照Kongsberg公司延伸报警装置的操控界面制作带有按键和显示窗口的贴膜。本装置和集控台、驾控台通过上层以太网组网。 CAN-Ethernet网关层作用是连接现场分布式处理单元和延伸报警装置以实现CAN-Ethernet帧格式的转换。网关硬件采用W7100A+SJA1000的结构，W7100A包含8051内核和全硬件的TCP/IP协议，具有性能稳定、成本低等优点。 经过各组成部分的调试和总体性能测试，分布式处理单元和延伸报警装置都能实现基本的控制功能，为系统的后期完善打下了基础。 |
| 作者： | 潘雁行 |
| 专业： | 轮机工程 |
| 导师： | 任光 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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