数字化船舶通信网络监测信息安全存储系统设计

传统的存储系统在存储数字化船舶通信网络监测信息时,安全性很差。针对这一问题,设计了一种新的存储系统,重点加强了系统的安全性。存储系统设计从硬件和软件两部分展开,硬件部分设计了系统的主控模块、接口模块、通信模块和存储模块;软件分为主控层、算法层和接口层3个层次,对每个层次负责的具体工作进行了介绍。与传统存储系统进行对比实验,结果表明,设计的存储系统安全性能好,能够在船舶工作中发挥重要作用。     

双向变频电源在船舶供电系统优化中的应用

采用双向变频电源作为船舶供电系统的电源控制模块,进行船舶供电系统优化设计,提出基于总线主控技术的船舶供电系统优化设计方案,系统的硬件模块主要包括AD模块、功率调制模块、集成控制模块、接口电路模块以及人机交互模块等,采用双向变频电源作为船舶供电系统启动电压输入的供电模块结合总线主控技术进行供电系统的微机总线控制,系统接口设计部分采用高速数字信号处理芯片进行控制程序加载和信号传输控制,设计功放控制模块使得船舶供电系统在高时钟频率下具有较高的输出功率增益。最后在嵌入式总线下进行系统的集成开发和测试,结果表明,设计的船舶供电系统输出稳定性较好,功率增益较大,对船舶供电的稳定控制能力较强。     

基于Arduino开发环境的无人艇控制系统设计

针对无人艇实体硬件开发较少、设计开发周期长且控制系统造价昂贵这一现状,设计一种无人艇控制系统。系统以Arduino为集成开发环境,整体涵盖电机驱动系统、环境感知系统、运动状态监测系统和通信系统。系统以At Mega 2560单片机为主控单元,集成电机驱动模块、超声波传感器模块、GPS模块、惯性导航模块以及GPRS模块,并完成集成电路设计与集成开发板的制作。通过对主控单元进行编程,结合自动路径规划算法和自动避障算法,无人艇可以完成自主运动控制和对周围环境的智能感知,且无人艇船载设备端与网络控制端之间可以进行实时交互,具有无线网络通信功能。最终实现一种低成本、高效率的无人艇控制系统设计方案,具有实际工程应用价值。     

基于嵌入式舰船通信模块的DSP设计

舰船通信模块是实现舰船内部及舰船与指挥中心进行卫星通信的重要单元,针对当前舰船通信模块设计抗干扰能力差、通信质量差的问题,提出基于嵌入式舰船通信模块的DSP设计方案。构建通信模块的总体结构模型,通信模块的硬件单元包括DSP处理器和PCI总线模块,采用嵌入式16位定点DSP内核进行逻辑控制设备设计,以ADSP-BF537为核心器件进行舰船通信模块的主控模块设计,在IEE802.3兼容10/100 M以太网MAC下实现通信协议和通信接口设计。测试结果表明,采用该方法案进行舰船通信模块设计,提高了舰船通信系统稳定性和抗干扰性。     

深水AUV安全系统的设计与实现

安全性是AUV(Autonomous Underwater Vehicle)系统研究的重要内容。为解决传统设计只能对预先估计和实时监测故障作出反应等问题,依托实体深水AUV,设计出一套新的安全系统,构建主控单元和应急模块的安全冗余结构。主控单元选用基于PC/104总线的工控机设计,应急模块采用C8051F410设计。大量模拟故障仿真实验和AUV实际下水实验表明,该安全系统不仅扩大了故障或危险的应对范围,而且将各应急情况下AUV的抛载执行率提高至100%,可有效保障AUV系统的安全。     

基于单片机的多路船舶漏水预警系统

现有的多路船舶漏水预警系统存在着可靠性低、响应速度慢的弊端,为了解决上述问题,提出基于单片机的多路船舶漏水预警系统设计研究。多路船舶漏水预警系统硬件设计包括主控芯片、传感器与报警器设计,软件设计包括水位检测模块、信号处理模块与漏水报警模块。通过硬件与软件的设计实现了多路船舶漏水预警系统的运行。通过实验得到,与现有的多路船舶漏水预警系统相比,设计的多路船舶漏水预警系统极大地提升了系统的可靠性与响应速度,充分说明设计的多路船舶漏水预警系统具备更好的预警性能。     

物联网环境下舰船装备多源监测数据存储系统

现有的舰船装备多源监测数据存储系统,存在着存储资源利用率较低的问题。为此提出并设计了物联网环境下舰船装备多源监测数据存储系统。舰船装备多源监测数据存储系统硬件设计主要包括主控芯片选型、存储器设计以及缓存服务器设计;软件设计包括数据读取模块、数据写入模块以及存储节点管理模块。通过系统硬件与软件的设计,实现了物联网环境下舰船装备多源监测数据存储系统的运行。实验结果显示,相较于现有的舰船装备多源监测数据存储系统,设计的舰船装备多源监测数据存储系统极大地提升了存储资源利用率,充分说明设计的舰船装备多源监测数据存储系统具备更好的存储性能。     

内嵌STM32F103的船舶主机控制系统设计

在现代船舶控制系统中各种计算设备被充分利用,船舶控制的自动化程度得到提高,尤其是在船舶主机控制领域,出现了各种基于PLC可编程CPU的控制系统,通信网络使每个子系统能够与驾驶室主控平台连接,极大地保证了船舶航行的安全。本文在分析船舶主机控制系统的基础上,设计一款基于STM32F103型控制器的主控制系统,并给出部分主要外围模块的原理图,预留通信接口模块。通过此控制系统,人们能够对实际环境下的主控机系统进行一定程度上的功能验证和性能分析。     

基于云雾混合计算的船用物联网传输数据监控系统

现有的船用物联网传输数据监控系统,存在着传输数据质量差的缺陷,为了解决上述问题,引入云雾混合计算方法设计船用物联网传输数据监控系统。船用物联网传输数据监控系统硬件设计包括网络传输单元、数据采集单元与主控处理单元;软件设计包括数据处理模块、数据传输模块与智能网关模块。通过系统硬件与软件的设计,实现了基于云雾混合计算的船用物联网传输数据监控系统的运行。通过测试结果显示:与现有的船用物联网传输数据监控系统相比较,设计的船用物联网传输数据监控系统极大的提升了传输数据质量,充分说明提出的船用物联网传输数据监控系统具备更好的监控性能。     

手持式DGPS/AHRS组合导航系统设计

为解决在空间狭小、条件简陋的平台上使用DGPS和AHRS不便的问题,提出了一种基于ARM9的手持式DGPS/AHRS组合导航系统设计方案.采用S3C2440A ARM芯片作为主控芯片,选用DGPS模块和AHRS模块进行硬件设计.在Windows CE 6.0平台上采用Visual Studio2008开发导航软件,通过RS232串口读取DGPS模块和AHRS模块输出的数据信息,解析后用于实时显示和导航参数计算.实验结果表明,该系统能准确采集各种导航信息,运行稳定可靠,具有重要的实用价值.     

内河航标遥测遥控系统设计

针对内河航标的特点,设计了一种基于无线传感网络的内河航标遥测遥控系统,实现了航标状态的远程监测,并能够进行灯质控制.介绍了系统中主控单元、遥测遥控等模块作用和电路设计,在模块选型、电路设计、应用方法等多方面充分考虑了航标遥测遥控系统的能耗、传输距离、可靠性等要求,利用ZigBee路由算法,并进行了多项测试试验.试验结果表明,该系统能够解决以往类似系统中存在的通信不可靠、能耗过高等问题.     

基于机器人的舰船智能导航系统设计

随着AI控制技术的发展,智能机器人的应用领域在不断扩展,针对传统舰船导航系统航迹精度控制差的不足,设计一种基于机器人的舰船智能导航系统。智能导航系统的硬件部分由AMI1086芯片、FPGA电路控制模块、AIS信号收发模块、GPS导航模块和数据存储模块等部分构成,并给出基于机器人控制的舰船导航系统的主控程序,和用于航向纠偏的脉冲信号累计控制算法,以实现对舰船海上航行的精确控制。仿真结果表明,提出系统设计在航迹偏差方面要明显优于传统系统,有助于保证舰船的安全行驶。     

自主潜航器姿态控制力矩陀螺群的DSP控制系统设计

传统舵面执行机构在自主潜航器低速或零速状态时对其进行姿态控制舵效不足,为改善其操纵性能,引入框架控制力矩陀螺(CMG)作为自主潜航器的姿态控制执行机构,其中驱动系统由4台高速无刷直流电机及4台减速电机组成。考虑到自主潜航器对控制力矩陀螺电机的性能要求,设计了以数字信号处理器(DSP)TMS320F2812为核心的永磁无刷直流电机与蜗轮蜗杆减速电机调速控制系统,包括DSP主控模块、PWM光电隔离模块、驱动模块、JTAG接口模块、RS-232串行通信模块等硬件电路及系统上、下位机的控制软件程序。设计并制作了外围电路板,实现了对无刷直流电机驱动的陀螺转子进行启动停止、转速给定、转速测量等控制任务,以及蜗轮蜗杆减速电机驱动的陀螺框架启停及正反转响应迅速。试验表明,所设计的DSP控制系统能较好地满足自主潜航器姿态控制需求。     

某9000KW救助拖轮主机故障实例浅析

主机是船舶的心脏,主机工况好坏直接影响船舶航行安全。特别是救助拖轮,一般都是在特别恶劣的海况下实施救助,所以对主机运转可靠性提出更高要求。某船舶配置两部型号为9L32的4500KW瓦锡兰四冲程柴油机,由UNIC控制系统控制。该系统由主控模块、安全模块、电源模块、显示模块等组成,其中主机转速控制集成在主控模块中,调速器执行机构型号是WOODWARD PGA-EG。该轮左主机起动后转速波动,本文根据该故障现象,逐项分析、排查可能引起该故障的原因,排除故障,并针对相关设备特点,对日常维护保养提出建议。     

电源方舱电动机加油泵故障诊断及系统实现

电源方舱电动机加油泵系统结构复杂,故障工况突发因素较多,为了提高电源方舱电动机加油泵的稳定工作性能,需要进行故障优化诊断研究,及时排除故障,提出一种基于多参量故障特征提取和嵌入式开发的电源方舱电动机加油泵故障诊断及系统设计方法。分析电动机加油泵的工作原理,提取电机加油泵的输出电流、电压、油泵进出口压强等参量为故障诊断的特征量,分析故障特征量的波形图和对应信号的频谱图。在嵌入式平台下进行故障检测仪的硬件设计和软件开发,系统子模块包括传感器系统、AD采集模块、ARM主控系统模块、控制显示模块,供电系统,通过AD采集系统将传感器的信号采集传回ARM主控系统,在三相异步电动机电源线路中进行故障巡检,结合特征提取和信号谱分析结果实现故障诊断。仿真结果表明,采用该方法进行电源方舱电动机加油泵故障诊断的实时性和准确性较好,能实现对加油泵回油管路阀门故障、油管阀门开关失灵、机线路连接与电动机不匹配等故障种类的有效排除。     

基于BDS的船舶通信信号传输系统

目前提出的船舶通信信号传输系统传输稳定性差,导致传输耗时过长、效率差。基于BDS的船舶通信信号设计一种新的船舶通信信号传输系统,系统硬件由监控终端、数据基站、通信服务器、主控模板、数字信号处理模块和卫星通信模块组成,通过包括UHF卫通、IN-MARSAT-C海事卫星以及S卫通3个设备实现数据传输。由信号采集、文本输出、确定安全传输码、检测目标实现软件流程。结果表明,基于BDS的船舶通信信号传输系统能够有效提高传输稳定性,缩短传输耗时。     

智能决策平台下舱室主控界面多条件约束决策

传统舱室主控界面多条件约束决策方法约束度差,直接影响舰船高效作业与行驶安全,基于此,本文提出智能决策平台下舱室主控界面多条件约束方法设计。在保证主控界面原有功能基础上,采用模糊参数算法制定约束目标,并描述主控界面信息,采用遗传算法,将人的认知特性作为主控界面的约束条件,完成对舱室主控界面的约束。实验对比结果表明,此次设计的智能决策平台下舱室主控界面多条件约束方法比传统方法决策约束效果好。     

内河运输船舶智能船载终端的设计与应用

针对目前内河智能航运数据采集与交互中的诸多问题,从总体结构、功能设计、数据处理和人机界面等层面开展内河运输智能船载终端的设计与应用研究,提出了基于CAN总线的集多模北斗/GPS模块、RFID、AIS等多种技术的智能船载终端系统结构。该终端的主控部分采用ARM11处理器,提供AIS和视频接口,所有应用基于嵌入式Linux开发,提供了用户体验性极高的GUI用户界面。该船载终端的研制和应用将有助于加快我国内河航运智能化发展步伐。     

基于移动终端的路灯控制器无线组网系统设计

针对现有路灯系统运行参数无法集中控制、故障无法及时发现检修等问题,本文介绍了一个以CC2530无线自组网模块为核心,以HMI人机界面为移动控制终端的太阳能路灯控制器监测系统。该系统以CC2530F256为主控芯片;从系统的整体设计方案、移动控制终端节点和路灯系统节点的硬件设计、软件设计和系统的丢包率测试等几个方面对系统进行了介绍;经实验获得的实测数据表明,设计的系统具有丢包率低、性能稳定、实时性强的特点,而且可移植性强,在智能家居,在线水质和土壤监测等领域也可有广泛的应用。     

CAN总线智能信号采集模块的设计与实现

介绍了一种基于CAN总线通讯的智能信号采集模块的设计与实现。讨论了系统硬件设计中信号调理模块、通信模块和中心控制模块采用的关键技术。其中双CAN总线结构的冗余设计进一步提高了模块工作的可靠性。最后,介绍了软件设计中CAN通讯及任务调度模块的实现方法。