嵌入式论文提纲,船舶监控论文提纲

基于多种通信方式的船舶监控系统的设计与实现

摘要：全球海洋经济蓬勃发展的今天,带动了航运经济的高速发展。船舶的建造、航行安全以及船舶监控等前沿科技在船舶领域日新月异。航运的高速发展,船舶监控的需求也日益增长。为满足船舶领域对船舶监控的迫切需求,探索、设计并实现一款基于多种通信方式的船舶监控系统成为必要。论文综合考虑了船舶监控的通信、实用、成本功耗等一系列问题,使用了单片机、嵌入式操作系统、嵌入式GUI、ZIGBEE、以太网、CAN以及传感器数据采集等技术,设计并实现了一款基于多种通信方式的船舶监控系统。该系统主要由传感器、有线/无线网络、主/从节点控制器、外接通信设备四个部分组成;主要实现船舶海洋气象数据获取、有线/无线组网通信、数据可视化显示、本地/远程数据中心监控、自动报警、卫星通信等功能;从智能化、数据化、多样化、高安全和高效率的角度出发,将嵌入式技术、有线/无线通信技术、数据采集技术、卫星通信技术和计算机技术等多项技术有机结合,为目前国内船舶监控提供了一种新的解决方案。论文先进行基于多种通信方式的船舶监控系统的总体设计,后确定了系统的软硬件系统设计。其中硬件系统设计包括了主/从节点控制器的MCU最小系统、组网、人机交互与外接通信等硬件电路设计;软件系统设计则包括了主/从节点控制器的主要工作流程设计、必要的程序移植与配置和数据解析、组网数据包、数据存储、对外通信和可视化等程序设计。最后对基于多种通信方式的船舶监控系统进行整体测试。测试结果表明,基于多种通信方式的船舶监控系统能够实现多源异构传感器采集船舶及其周边海洋气象环境数据,通过CAN/ZIGBEE/以太网网络传输数据,通过船载/远程设备存储数据和监控船舶情况等功能。完成的设备工作稳定、运行正常,可以达到预期的设计要求。 

关键词：嵌入式;船舶监控

文章目录

中文摘要

Abstract

第一章 绪论

    1.1 背景及研究意义

    1.2 国内外研究现状

        1.2.1 国外研究现状

        1.2.2 国内研究现状

    1.3 研究的内容及重点

        1.3.1 船载多源异构传感器采集及通信方式的研究

        1.3.2 传感器节点控制器网络的数据传输方式及控制方法的研究

        1.3.3 可视化界面与船载软件/远程平台对接相关研究

    1.4 论文主要内容及结构

第二章 系统的总体设计

    2.1 系统设计分析

        2.1.1 系统需求分析与规格说明

        2.1.2 系统设计概况

    2.2 硬件系统结构设计分析

        2.2.1 节点控制器外接设备接口与数据类型

        2.2.2 从节点控制器结构设计

        2.2.3 主节点控制器结构设计

        2.2.4 组网方式设计

    2.3 软件系统结构设计分析

        2.3.1 从节点控制器软件结构设计

        2.3.2 主节点控制器软件结构设计

    2.4 本章小结

第三章 硬件系统设计与实现

    3.1 电路原理图和PCB设计工具软件选择

    3.2 主节点控制器电路设计

        3.2.1 MCU最小系统模块电路

        3.2.2 外部存储器模块电路

        3.2.3 外接设备模块电路

        3.2.4 人机交互模块电路

        3.2.5 报警模块电路

    3.3 从节点控制器电路设计

        3.3.1 MCU最小系统模块电路

        3.3.2 测试模块电路

        3.3.3 传感器连接模块电路

    3.4 主/从节点控制器组网通信模块电路

    3.5 硬件系统实现

    3.6 本章小结

第四章 软件系统设计与实现

    4.1 软件设计平台选择

    4.2 主/从节点控制器主要工作流程设计

        4.2.1 主节点控制器主要工作流程设计

        4.2.2 从节点控制器主要工作流程设计

    4.3 移植与配置

        4.3.1 Free RTOS

        4.3.2 Fat Fs

        4.3.3 em Win

        4.3.4 RL-TCP

    4.4 传感器数据解析程序设计

        4.4.1 RS232 通信程序设计

        4.4.2 RS485 通信程序设计

        4.4.3 1-Wire通信程序设计

        4.4.4 A/D通信程序设计

    4.5 组网程序数据包设计

    4.6 SD卡存储程序设计

    4.7 外接通信设备程序设计

        4.7.1 VSAT通信程序设计

        4.7.2 北斗/GPS通信程序设计

        4.7.3 4G通信程序设计

    4.8 LCD显示程序设计

    4.9 本章小结

第五章 系统功能测试

    5.1 硬件测试

    5.2 软件测试

        5.2.1 组网测试

        5.2.2 使用测试

    5.3 本章小结

第六章 总结与展望

    6.1 工作总结

    6.2 未来展望

参考文献

[1]基于STM32的垃圾箱内环境参数SD卡存储模块设计[J]. 黄钰典,李文,丁驭岚,于宛莹,周银洁.  电子世界. 2020(20)

[2]智能病房无线检测系统[J]. 龙佳乐,凌钟发,胡良沛,李潮平,关佩贤,吴永慎,何伟超.  机电工程技术. 2020(10)

[3]基于STM32和emWin的北斗卫星定位终端设计[J]. 张传奎,张春.  安徽工程大学学报. 2019(06)

[4]破解监管难题 筑牢智能船舶安全之路[J].   中国海事. 2019(12)

[5]基于以太网的船舶通信系统实时性分析[J]. 吴坤芳,赵永乐.  舰船科学技术. 2019(18)

[6]一种基于ZigBee的高速无线压力信号采集系统设计[J]. 路通,张海鹏,刘宇.  自动化应用. 2019(06)

[7]全球智能船舶及规范发展动向[J]. 郭胜童,徐凯,彭宜蔷.  中国船检. 2019(04)

[8]基于舱底进水监测与火灾报警的船舶智能分布式损管监控系统[J]. 任赛林,谢坤.  船舶工程. 2019(02)

[9]基于OrCAD和PADS Layout的《PCB设计》课程软件环境构建[J]. 彭忠全,吴志伟,彭霖.  电子技术. 2018(05)

[10]emWin GUI的RFID手持终端界面设计[J]. 张绍维,吴春然.  单片机与嵌入式系统应用. 2018(05)