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船舶辅锅炉远程监控平台的设计与研究
| 论文题名： | 船舶辅锅炉远程监控平台的设计与研究 |
| 关键词： | 船舶辅锅炉;远程监控平台;C/S体系结构;RS编码算法;CRC校验技术 |
| 摘要： | 根据智能船舶的发展需求，船舶机舱设备运行管理由现场逐渐向岸端发展，船舶辅锅炉是船舶运行的重要组成部分之一，通过与网络通信技术相结合，可实现对辅锅炉的远程监测和控制。在当前缺少对船舶辅锅炉的专用远程监控系统的背景下，本文结合以太网、信息通讯和数据处理等相关技术，以三菱船舶辅锅炉作为研究对象，对远程监控平台进行设计开发。 本文根据三菱船舶辅锅炉的运行特点，结合船岸网络环境特点和平台自身需求，以C/S体系结构为基础设计平台体系结构，并将平台实现划分为数据处理模块、数据传输模块、数据存储模块、交互模块和物理模块。 数据处理模块用于处理监测数据和平台信息，针对不同类型数据，设计多种平台通信协议，并采用RS编码算法和CRC校验技术，可对数据传输过程中数据误码现象进行纠正或检验，提高数据传输可靠性，模块还采用一种基于动态编码的范式哈夫曼压缩算法对传输数据进行压缩，用于降低传输开销。数据传输模块用于实现船岸网络通信，针对通信网络环境复杂性，设计了三种通信服务质量等级，分别基于UDP协议、支持重传机制的RUDP协议、支持重传机制和拥塞控制的UDT协议实现。数据存储模块用于实现船舶辅锅炉监测数据和平台信息持久化，模块采用高性能数据库MongoDB搭建分片副本集集群存储数据，增强了数据存储的高可用性和横向扩展能力。交互模块是平台客户端，客户端界面采用WPF界面设计框架进行设计，并采用MVVM软件设计架构降低界面与程序耦合度，提高代码复用性。物理模块由三部分组成，分别为三菱船舶辅锅炉仿真模型用于验证平台监控功能，ESP8266无线通信模块用于实现与数据处理模块数据传输，STM32芯片连接仿真模型与无线通信模块，并对模型监测数据和控制指令进行处理。最终，结合各个模块对平台进行全面测试，结果表明平台可正常运行，可实现船舶辅锅炉远程监控、数据压缩和纠错、数据存储等各项功能。 |
| 作者： | 程展 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 甘辉兵 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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