基于STM32的电力推进船舶电能质量无线监视系统设计

船舶电力系统容量大、结构复杂,利用简便的无线监视装置监视船舶电能质量,对提高船舶航行的安全性、可靠性和经济性具有重要意义。本文利用WIFI技术搭建了无线通讯网络,并按照modbus tcp/ip协议传输电能质量数据。然后设计了一种基于STM32的电力推进船舶电能质量无线监视装置。最后在船舶电力推进实验装置上测试所设计的无线监视系统。实验结果表明,本文所设计系统能够实时准确监视船舶电能质量的变化,并对可能出现的故障进行有效监视。     

基于层次分析—模糊综合评估法的电力推进船舶电能质量实时评估系统

[目的]随着电力电子器件在船舶上的广泛应用和船舶电力系统容量的不断增加,船舶电能质量问题日益突出。为此,设计一种电能质量实时评估系统。[方法]首先,基于电力推进船舶电力系统的特点和船舶电能质量的研究现状,分析主流电能质量评估算法的优缺点与可行性;然后,根据最新评估标准,筛选可以反映船舶电力系统运行特点的8个电能质量指标,构建多层次评估体系,提出基于层次分析法(AHP)—模糊综合评估(FCE)法的船舶电能质量实时评估系统;最后,基于电力推进船舶实验装置进行可行性验证,并通过Matlab软件设计相应的图形用户界面(GUI)。[结果]该评估系统可以实现船舶电能质量的1 s级实时评估打分,同时生成定性与定量2种形式的评估结果。[结论]AHP—模糊综合评估法可以成功应用于船舶电能质量的实时评估系统,有利于船舶电力系统设备的集中监测管理,并为其他评估方法在船舶领域的应用提供一种新的设计思路。     

电力推进船舶主机电能质量评估系统

电能质量直接影响电力推进船舶主机的工作性能,针对当前电力推进船舶主机电能质量评估系统存在评估精度低、效率差的不足,设计了基于数据挖掘的电力推进船舶主机电能质量评估系统。首先对电力推进船舶主机电能质量评估的研究文献进行分析,建立电力推进船舶主机电能质量评估指标,然后采用挖掘分析电力推进船舶主机电能质量变化特点,构建电力推进船舶主机电能质量评估系统,最后在Matlab 2016平台对电力推进船舶主机电能质量评估系统性能进行测试,本文电力推进船舶主机电能质量评估精度得到了显著的提升,电力推进船舶主机电能质量评估效率也得到了大幅度改善。     

基于Powerlogic的船舶电力监视系统

本文结合船舶电力系统控制实验室,利用PowerLogic软件实现对船舶电力系统的电力参数监测。介绍了船舶电力监视系统的构成与软件设计,在交流380V／50Hz电力实验室环境下进行了运行,分析了船舶电力系统运行的谐波情况,该系统可以有效地监视船舶电力系统的一些参数,提高了船舶电站电能质量的管理能力。     

数字式船舶多点视频监视系统设计

采用编码技术和网络传输技术,设计了应用于船舶视频监视的数字视频网络监控系统.该系统以船舶内部的TCP/IP网络为载体,可以实现全船范围的宽带一体化网络视频监控.实验测试结果表明监控图像画面清晰,录像回放质量明显提高,能够充分满足船舶操控对视频监视系统的要求.     

游艇动力的革命性跨越——电动推进

正随着电力推进技术在大型船舶、军舰和特种工程船舶中的应用日趋成熟,小型游艇方面也开始出现了混合动力推进船艇、太阳能游艇和全电力推进游艇。1船舶综合电力推进船舶综合电力系统是船舶动力的发展方向,是造船技术发展史上又一次革命性的跨越。该系统将传统船舶相互独立的机械推进系统和电力系统以电能的形式合二为一,通过电力网络为船舶推进、通讯导航、特种作业和日用设备提供电能,进而实现全船能源的综合利用。     

基于以太网的船舶电力系统动态电能质量监测与故障诊断系统设计

[目的]现代船舶电力系统的信息化、自动化、智能化和安全运行的要求越来越高,传统的基于现场总线的船舶电力信息交换系统已经无法满足要求。[方法]通过Modbus/TCP工业以太网弥补现场总线的不足,并在此基础上联合船舶电力系统现场总线采集的固有数据和在线测量装置采集的实时数据建立数据中心,结合相关性理论和神经网络智能算法进行大数据分析,[结果]完成船舶电力系统动态电能质量监测与故障诊断,并用LabVIEW实现人机界面设计。[结论]通过实验室平台验证了该方案软、硬件实现的可行性。     

一种内河船舶信息自动报告系统的设计与实现

针对目前内河航运中普遍使用VHF语音通信进行船舶信息交流的缺点,设计了一种基于自组织无线数据通信、GPS定位、嵌入式软硬件设计和电子江图等关键技术实现的内河船舶信息自动报告系统,研制的实验室样机实现了自动感知临近船舶并对距离过近的危险船舶报警、船舶向岸基设备自动发送相关航运信息等功能。该系统具有运营低成本、自动准确报告船舶信息的特点,能够提高内河航运安全技术水平。     

电力推进船舶的电能质量探讨

电力推进船舶采用了大量非线性变频调速装置,这些装置产生的谐波电流及运行工况的改变都对电能质量造成不良影响。从船舶独立电网的角度出发,对电力推进船舶的电能质量进行探讨,重点分析了电压暂降与谐波问题。最后从提高电能质量的角度出发,提出了电力推进船舶系统的设计意见。     

多供电模式舰船电力系统保护策略

  目的  随着电力电子器件在船舶上的广泛应用和船舶电力系统容量的不断增加,船舶电能质量问题日益突出。为此,设计一种电能质量实时评估系统。  方法  首先,基于电力推进船舶电力系统的特点和船舶电能质量的研究现状,分析主流电能质量评估算法的优缺点与可行性;然后,根据最新评估标准,筛选可以反映船舶电力系统运行特点的8个电能质量指标,构建多层次评估体系,提出基于层次分析法（AHP）-模糊综合评估（FCE）法的船舶电能质量实时评估系统;最后,基于电力推进船舶实验装置进行可行性验证,并通过Matlab软件设计相应的图形用户界面（GUI）。  结果  该评估系统可以实现船舶电能质量的1 s级实时评估打分,同时生成定性与定量2种形式的评估结果。  结论  AHP-模糊综合评估法可以成功应用于船舶电能质量的实时评估系统,有利于船舶电力系统设备的集中监测管理,并为其他评估方法在船舶领域的应用提供一种新的设计思路。     

B/S架构的海上船舶交通信息管理系统

为了实现海上船舶交通管理的信息共享,提高对海上船舶交通信息管理的智能水平,提出一种基于B/S架构的海上船舶交通信息管理系统开发设计方案。系统采用无线信息采集层、网络数据传输层和面向对象应用层的3层结构,采用RFID、无线传感器、红外等数据信息感知技术进行海上船舶交通信息的原始采集,在B/S架构体系上进行交通信息管理系统的总线数据传输和远程通信设计,系统采用Lab Windows/CVI和B/S结构进行无线通信组网设计,在应用层完成整个船舶交通信息处理和交叉编译操作,在嵌入式内核下进行海上船舶交通信息管理系统的软件开发设计。系统测试结果表明,采用该系统进行海上船舶交通信息管理的智能性较好,对交通信息的集成调度能力较强。     

基于StruxureWare的船舶电网监测系统

为了维护船舶电力系统的稳定性,监测船舶电网重要的相关参数,分析船舶电力系统的电能质量,基于施耐德StruxureWare电能管理系统搭建了一套船舶电网电能质量监测与分析的系统。系统设计了电能质量监测界面,谐波分析界面以及远程监视界面,故障报警界面。在船舶电站实验室环境下模拟了不同工况下的船舶电网,分析了不同工况下船舶电网中谐波的含量,实时的监测船舶电网中电能质量的相关参数,以及提供了故障录波以及故障报警。为解决故障提供分析基础,提高了船舶电网电能质量管理能力。     

一种太阳能游览船舶无线监控管理系统的实现

针对以太阳能作为主要能源的太阳能游览船舶,为了更好实现船舶综合电力推进系统设备管理和监控,采用无线传输模块DTU,结合了现代移动通信技术,开发了基于Delphi的无线监控管理系统。主要介绍太阳能船舶综合电力推进系统结构,分析系统无线监控要求,以PLC为主控制器设计了无线监控系统的拓扑结构以及软硬件开发。实验结果证明了无线监控管理系统能够实现太阳能船舶实时数据的监测与管理,使得太阳能船舶运营更加趋于安全化、合理化、智能化和高效能化。     

运河船舶岸基能源推进技术的系统构建

为了降低运河船舶污染物的排放并减少其对非可再生资源依赖,构建基于岸基能源的运河船舶推进系统配置形式,提出采用接触网、动力电池,以及无线供电3种方式为船舶供电需要解决的关键技术。排放性和经济性两方面对比分析表明,采用基于岸基能源的船舶推进技术可以达到很好的节能减排效果。同时,该技术适用于运河、湖泊等水文特征相对稳定的内河流域。     

船舶大气污染物岸基嗅探式自动监测系统设计与验证

为实现船舶大气污染物排放量的远程测量,初步筛选出高排放船舶,提高船舶排放监管的针对性和效率,设计一种基于嗅探式传感器的岸基监测设备和配套的软件平台系统。系统通过采集船舶大气污染物浓度数据、船舶自动识别系统(Automatic Indentification System,AIS)数据和气象数据等实时信息,基于船舶尾气排放量在线估算方法、船舶尾气排放扩散数值模拟、观测数据的模式识别算法等,实现船舶尾气排放特征的在线识别和疑似高排放船舶的粗筛。对比在相同环境条件下CALPUFF模型计算得到的气体污染物模拟理论浓度,验证岸基嗅探式自动监测系统的监测可行性和准确性。     

嵌入式远程监测系统设计与应用

嵌入式系统在大数据量快速处理、网络通信等方面具有明显优势,是当今信息技术领域的研究热点之一。本文以船舶锚泊监视为应用背景,设计了一种嵌入式远程监测系统,该系统由船上的数据采集端和岸上的监视端组成,采集端用以采集锚泊现场受力数据及锚链偏荡运动的视频并发送给监视端,监视端用以展示锚链受力数据、锚链运动的视频等,判断走锚后能够进行声光报警。     

船舶电力推进系统主机电能质量评估方法

传统船舶电力推进系统的评估方法,仅能对系统全局电能质量进行评估,无法对单独系统主机对应电能质量进行评估,从而反映出传统评估方法存在适应性较差的问题。为了提升评估方法的适应性,使其具备独立评估电力推进系统主机电能质量的作用,提出船舶电力推进系统主机电能质量评估方法。方法实现步骤分为3部分,分别为主机电能质量评估参量定义,电能质量相关量的加权优化计算与主机电能质量的评估;通过数据仿真环境的调试与对比,证明提出方法的有效性与可推广性。     

基于无线传感网络的无人船舶远程遥控系统设计

传统遥控系统不能根据船舶航线的变化情况,进行及时、有效的航行控制指挥。为解决此问题,设计基于无线传感网络的新型无人船舶远程遥控系统。通过无线传感网络框架设计、船舶电源电路设计2个步骤,完成新型远程控制系统的硬件模块设计。通过Delphi 7.0开发环境完善、无人船舶目标确定流程设计、驱动代码设计3个步骤,完成新型远程控制系统的软件模块设计。对比传统系统、新型系统的运行数据可知,应用基于无线传感网络的无人船舶远程遥控系统后,航行控制指挥的及时性、有效性均得到30%以上的提升。     

无人船无线传感网络远程遥控系统

传统无人船舶远程遥控系统,能够完成船舶的远程遥控工作,但存在遥控精度低,受环境影响因素大等问题,为此设计基于无线传感网络的无人船舶远程遥控系统。使用Zigbee无线高频通信频段,构建无线传感网络拓扑结构;根据无人遥控系统中节点数据指令,进行遥控命令数据解析,采用多种RREQ命令帧,实现无人船舶的安全准确控制,完成无人船舶远程遥控系统设计。实验数据表明,该无人船舶远程遥控系统比传统遥控系统航行精度提升57.83%,同时具有较强的抗环境干扰能力。     

水面无人船驱动电机远程控制系统设计与实现

针对智能航运时代背景下的船舶远程操纵与控制,本文设计一种面向水面无人船的驱动电机远程控制系统。系统以Arduino 2 560为中央控制器,涵盖中央控制模块、电机驱动模块、无线通信模块和岸基操控端。系统通过远程控制驱动电机,实现船舶前进、后退、左转、右转等运动状态的转换;通过GPRS实现无人船端与岸基操控端的无线通信。试验表明,本文设计的驱动电机远程控制系统操作方便,通信流流畅,运行稳定,能够用于无人船远程操纵和控制,为无人船的发展提供支持。