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摘要：船舶视频监控系统对于船舶的防碰撞、防污染、防海盗以及管理监控等方面起到了非常重要的作用，对于运输危险品油轮的作用更为重要。
本文在对现有船舶视频监控系统进行分析的基础上，对船舶视频监控系统在油轮上的应用提出了设想和建议。
关键词：油轮视频监控防碰撞防污染防海盗管理监控0 引言视频监控系统对于船舶防碰撞[1]、防污染、防海盗以及管理监控等方面起到了非常重要的作用，如将船舶配备的卫星通信设备与视频监控系统连接，还能做到岸端实时监控船舶的状况，这对于海事管理信息化也有着重大意义[2]。
国外NGSCO等航运巨头近年来已经开始应用Kongsberg marine等厂商的视频监控设备。
中国海运、中国远洋集团作为国内两大航运巨头，近两年已在推广船舶视频监控系统的应用，作为安全管理方面的重点之一。
1 视频监控系统在油轮船舶的实施方案船舶视频监控系统一般由8个摄像头采集视频数据，经由主机处理后共享于船舶局域网监控，并将数据刻录在硬盘中保存，也通过卫星传送实现对船只的远程监控和管理。
1.1系统摄像头的布置方案下表为系统摄像头位置以及主要作用，其中需注意的是新造船舶可以将1号摄像头布置于船头以获得更好的效果，航行船舶改造则考虑到电缆布置的问题只能将1号摄像头置于罗经甲板。
表1 船舶视频监控系统摄像头的布置方案摄像头位置作用1号摄像头罗经甲板主要拍摄船舶正前方，包括船头及大部分主甲板2号摄像头、3号摄像头驾驶室分别位于驾驶室左右两翼，主要拍摄驾控台以及海图室4号摄像头 C甲板主要拍摄船尾5号摄像头、6号摄像头驾驶甲板分别位于驾驶甲板两翼，主要拍摄船左右两舷7号摄像头机舱室主要拍摄船舶主机、辅机8号摄像头集控室主要拍摄集控台根据油轮船舶的特殊需求，甲板摄像头应为防爆型摄像头，符合国家标准GB3836.1-2010对于爆炸性气体环境用电气设备通用要求，以及国家标准GB3836.2-2010对于爆炸性气体环境用电气设备隔爆型要求。
船舶智能监控系统的设计与实现研究与应用在当今全球化的贸易体系中，船舶运输扮演着至关重要的角色。
为了确保船舶的安全航行、提高运营效率以及保障海洋环境的清洁，船舶智能监控系统应运而生。
这套系统集成了先进的技术，能够实时收集、处理和分析船舶的各种数据，为船员和岸基管理人员提供关键的决策支持。
船舶智能监控系统的设计目标主要包括以下几个方面。
首先是实现对船舶设备和系统的实时监测，及时发现潜在的故障和异常。
其次是对船舶的航行状态进行精确跟踪，包括位置、速度、航向等参数，以确保船舶按照预定航线安全行驶。
此外，还需要对船舶的燃油消耗、货物状态等进行监控，以优化运营成本和提高货物运输的安全性。
在系统的硬件设计方面，需要精心选择各类传感器和监测设备。
例如，用于测量船舶位置和速度的 GPS 导航系统、监测船舶姿态的陀螺仪和加速度计、检测船舶发动机性能的压力传感器和温度传感器等。
这些传感器将采集到的数据通过可靠的数据传输线路，如以太网或专用的船舶通信网络，传输到中央处理单元。
中央处理单元是船舶智能监控系统的核心，它通常由高性能的服务器或工业计算机组成。
该单元负责接收、处理和存储来自传感器的大量数据，并运行复杂的数据分析算法和监控软件。
为了确保系统在恶劣的船舶环境中稳定运行，中央处理单元需要具备良好的散热性能、抗振动能力和电磁兼容性。
软件设计是船舶智能监控系统的关键环节之一。
系统软件通常包括数据采集模块、数据处理模块、数据分析模块、报警模块和用户界面模块等。
数据采集模块负责与各类传感器进行通信，获取实时数据。
数据处理模块对采集到的数据进行预处理，如滤波、校准和数据格式转换等。
数据分析模块运用各种算法和模型，对处理后的数据进行深入分析，提取有价值的信息和趋势。
报警模块则根据预设的规则和阈值，在检测到异常情况时及时发出警报。
用户界面模块为船员和岸基管理人员提供直观、友好的操作界面，方便他们查看船舶的实时状态和历史数据。
为了提高软件的可靠性和可维护性，通常采用模块化的设计方法，并遵循严格的软件开发标准和规范。
开题报告-基于PLC的船舶机舱监控系统设计|开题报告电气工程及自动化基于PLC的船舶机舱监控系统设计一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义随着电子技术的革新以及组态和工控技术在工业中的迅猛发展，PLC、单片机和工控机的应用已经十分成熟，在工业控制等各方面成功的代替了以前的模拟、数字电路系统。
船舶机舱监控系统是船舶自动化系统中最重要的组成部分，主要由机舱监测报警系统、主机安全保护系统、主机遥控系统、电站监控系统, 以及泵、风机、辅锅炉自动控制等系统组成。
它主要用于检测机舱内一些主要设备，如主机、辅机及其它控制设备的运行状况、当工作状况出现故障时发出报警信号的检测系统。
由于船舱机舱内高温、高噪声甚至存有污染的恶劣环境，机舱监控系统通常安置在距离机舱较近，又易于观察到其中主要设备运行状态的监控室中，监视室与机舱一般隔离，从而减少机舱的高温、振动、潮湿、电磁干扰、腐蚀以及噪声等其它方面的干扰。
机舱工作人员可通过机舱监控系统在监视室内了解到机舱中主要设备的工作状态，从而即改善机舱工作人员工作环境，减轻了其劳动强度又能更准确了解到主要设备的实时工作状态。
船舶机舱监控系统是跟随着电子技术和控制理论的发展而发展的，到目前为止其发展大致分为四个阶段：1、以常规仪表监测阶段 20世纪60年代之前，工业控制自动化水平较低，那时以经典控制理论为主要控制理论，控制对象以单一。
那时的电子技术水平，也只有单项自动调节控制装置得以在机舱中应用，使用的监测工具多为常规仪表，监视报警系统的主要代表是触电继电器，尚未构成完整的集中控制系统，各个系统间相互独立，自成体系。
2、以电、气动及中小规模集成电子模块组成的逻辑监控阶段20世纪60年代中后期，随着电子技术的发展，晶体管集成元件可靠性能得以增加，出现了以电、气动及中小规模集成电子模块组成的逻辑控制为代表的机舱监视报警系统，即集中监视系统，这使主机、辅机和其它自动化设备的工作状态得到进一步监测，可靠性进一步提高。
船舶监控管理系统设计方案目录1、系统概述 (4)2、系统需求 (4)2.1视频监控系统功能要求 (4)2.1.1 船舶重点工作区域视频监控 (4)2.1.2视频录像和视频回放 (5)2.2船舶航行数据采集，存储和回放 (5)2.3远程视频会议、监控、数据显示功能 (5)2.3.1远程视频监控 (5)2.3.2岸端显示、回放船舶航行数据、机舱数据等 (5)2.3.3短消息 (6)2.3.5文件传输 (6)2.4系统可扩展性要求 (6)2.4.1视频会议及远程监控扩展 (6)2.4.2中心管理服务器 (7)2.4.3电子海图导航 (7)2.4.4机舱报警功能 (7)2.4.5耗油统计和对比 (8)2.4.6工作文件报表上报以及日常管理工作 (8)2.4.7船员管理功能 (8)2.5视频监控管理系统各船型配置 (8)2.5.1各种船型设备配置 (8)2.5.2主要设备规格和性能参数 (10)2.5.3电缆要求 (12)3、系统设计 (12)3.1传输网络系统设计 (12)3.1.1概述 (12)3.1.1 BGAN海事卫星传输链路 (13)3.1.1.1 BGAN系统提供的业务： (13)3.1.1.2 BGAN海事卫星终端选型 (14)3.1.2 电信3G天翼无线网络传输链路 (16)3.1.3 陆地高速互联网宽带链路 (17)3.1.4 陆地中心网络系统 (17)3.2视频监控管理系统设计 (19)3.2.1概述 (19)3.2.2船舶无线视频系统需求 (19)3.2.3系统设计 (20)3.2.4设备选型 (20)3.2.3.1双卡卡3G无线数据通道视频采集传输终端 (20)3.2.3.2摄像机 (21)3.2.3.3陆地视频管理平台 (22)3.2.3.3.1视频管理服务器 (25)3.2.3.3.2中心服务软件平台 (25)3.3船舶管理信息平台 (27)3.3.1远程数据通信控制与管理子系统 (27)3.3.1.1远程数据通信 (27)3.3.1.2船舶电子邮件系统 (28)3.3.1.3基于海事卫星或3G网络与陆地短信收发软件 (28)3.3.2船舶航行动态信息采集子系统 (28)3.3.3机舱信息采集及报警功能 (29)3.3.4电子海图系统 (29)3.3.4.1电子海图数据 (29)3.3.4.2电子海图的基本功能 (30)3.3.4.2.1海图显示与控制 (30)3.3.4.2.2海图作业 (30)3.3.5船舶管理信息子系统 (31)3.3.5.1船舶证书管理 (31)3.3.5.2船员（人员）管理 (31)3.3.5.3油品管理 (32)3.3.5.4设备工况检测与显示管理 (32)3.3.5.5航行信息管理 (33)3.3.5.6报表管理 (33)3.3.6嵌入式船舶数据采集控制系统 (33)3.3.7船舶公共信息WEB系统 (34)3.3.8船舶信息管理服务器 (35)3.3.9陆地端信息系统 (35)3.2.9.1信息管理服务器 (35)3.3.9.2船舶管理信息子系统 (36)3.3.9.3船舶动态跟踪与管理子系统 (36)船位显示 (37)船舶询呼功能 (37)船舶信息查询 (37)航迹推算 (37)航迹显示和回放 (38)船舶监控 (38)3.3.10嵌入式船舶数据采集控制系统 (39)3.3.11通信功能管理 (40)3.4大屏幕显示系统设计 (42)3.4.1系统组成 (42)3.4.2系统功能 (43)3.4.3系统显示模式 (45)3.5IP视频会议系统设计 (50)3.5.1系统组成 (50)3.5.2系统功能 (50)3.5.3电视墙服务器 (53)3.6中心设备集中控制系统设计 (54)3.6.1系统配置 (54)3.6.2系统功能 (54)3.6.3主要设备性能和指标 (55)4.设备配置清单 (57)5、技术承诺、技术服务、维护和保修 (60)1、系统概述为了加强对本部自有船舶的管理，本着船舶自治、事业部监管、危重大作业远程监控指导的原则，充分利用现有的成熟科技手段，拟在每艘船上安装船舶监控系统。
浅析基于数据采集卡的船舶机舱监控系统设计船舶机舱监控系统是船舶自动化系统的重要组成部分。
船舶机舱的自动化程度在某种程度上就代表了整个船舶自动化系统的先进程度。
船舶机舱监控系统主要用于辅佐操作人员监控各项机组运行参数的变化情况，一旦发生异常，立即向操作人员发出警报，以便操作人员在第一时间检查警报信号发生处，并迅速做出处理，以减少非正常情况对船舶动力乃至整个船舶自动化系统造成的损害，从而大大降低船舶的损耗。
一直以来，船舶成本低、高效益、无事故是机舱监控的目的。
因此，研究船舶机舱监控系统有很大的必要性和实用性。
LabVIEW作为编程语言，编程灵活高效且面对对象，其强大的图形编辑能力及可视化编程环境更是快捷简便；数据采集卡作为普遍使用的一种实现数据采集功能的计算机扩展卡，可以通过以太网、USB、火线（1394）等多种型号的总线接入计算机，使用方便。
本文主要介绍了基于LabVIEW和数据采集卡的船舶机舱监控系统，该系统主要包括了用户登录、模拟量采集和开关量采集三部分，其中模拟量部分采集了温度、压力、电压等信号。
系统监控了船舶运行时主柴油机、辅柴油机、电站、主锅炉和辅锅炉的多个相关量。
关键词：LabVIEW；监控系统；船舶；机舱监控；数据采集。
目录第一章绪论 (8)1.1.课题研究目的及意义 (8)1.2.机舱监控系统国内外研究现状 (8)1.3.论文的主要内容 (9)第二章LabVIEW软件介绍 (10)2.1LabVIEW简介 (10)2.1.1LabVIEW概述 (10)2.1.2LabVIEW的优势 (10)2.2LabVIEW编程环境 (11)2.2.1启动界面 (11)2.2.2控件选板 (12)2.2.3函数选板 (13)2.2.4工具栏 (15)2.2.5工具选板 (16)2.3LabVIEW和数据采集 (13)第三章机舱监控系统软件设计 (21)3.1系统组成 (21)3.2设计步骤 (21)3.2.1用户登录 (21)3.2.2模拟量采集 (23)3.2.3开关量采集 (29)第四章程序仿真 (31)4.1用户登录仿真 (31)4.2模拟量采集部分仿真 (32)4.3开关量采集部分仿真 (32)结论 (33)致谢 (33)参考文献 (34)第一章绪论1.1. 课题研究目的及意义船舶机舱监控系统是船舶自动化系统的重要组成部分，船舶机舱监控系统主要用于辅佐操作人员监控各项机组运行参数的变化情况，一旦发生异常，立即向操作人员发出警报，以便操作人员在第一时间检查警报信号发生处，并迅速做出处理，以减少非正常情况对船舶动力乃至整个船舶自动化系统造成的损害，从而大大降低船舶的损耗[1]。
船舶机舱集中控制台的监控系统设计开题报告一、选题背景和意义随着船舶行业的发展，船舶机舱集中控制台的监控系统在船舶的运行中起着重要的作用。
船舶机舱集中控制台监控系统是指通过对机舱内各种设备、仪器、管道等状态进行监测和控制，实现机舱内的安全运行。
该系统的设计和运行效果直接影响到船舶的安全性、可靠性和经济性。
目前，船舶机舱集中控制台的监控系统多采用传统的有线设计，存在着布线复杂、工程量大、故障率高等问题。
而且，随着船舶的大小和功能的复杂性的增加，传统的监控系统设计已经无法满足船舶机舱集中控制台的需求。
因此，对船舶机舱集中控制台的监控系统进行优化和升级设计，变得十分必要。
本课题旨在研究船舶机舱集中控制台的监控系统设计，通过引入现代化的技术手段和方法，提高监控系统的实时性、可靠性和准确性，进而提高船舶的运行效率和安全性。
该研究对于船舶行业的发展具有重要意义。
二、研究内容和方法本课题的研究内容主要包括以下几个方面：1.研究船舶机舱集中控制台的监控系统的现状和存在的问题，分析传统设计的局限性和不足之处。
2.探索现代化的监控系统设计理念和技术手段，如无线传感器网络、云计算、大数据等，并分析其在船舶机舱集中控制台监控系统中的应用前景。
3.设计船舶机舱集中控制台监控系统的硬件和软件结构，包括传感器模块、数据采集模块、数据处理模块、人机交互界面等。
4.搭建实验平台，实际测量和监测船舶机舱的各种状态参数，并分析和评估监控系统设计的效果。
5.对比分析传统设计与优化设计的差异，并进行经济性和可行性的评估。
本课题主要采用文献研究法、实验研究法和对比分析法进行研究。
通过对文献的搜集和综述，了解船舶机舱集中控制台监控系统的现状和发展趋势，为后续的研究提供理论基础。
同时，搭建实验平台，对船舶机舱进行实际测量和监测，验证设计的可行性和有效性。
最后，通过对比分析传统设计与优化设计的差异，评估优化设计的经济性和可行性。
三、预期成果和应用价值本课题的预期成果包括：1.船舶机舱集中控制台监控系统的设计方案，包括硬件和软件的详细结构和参数。
基于船舶机舱智能监控系统的研究随着自动化技术的不断发展，并在各行各业中获得广泛的应用，造船业的自动化集成度也有了很大的提高。
为了保证船舶动力设备安全可靠的运行，为管理人员的操作提供可靠、准确的实时信息，以及减少人为因素的错误判断和人力的极大浪费，设计了基于CAN总线的船舶机舱监控系统。
该系统提高对船舶动力设备参数的实时检测，可以实时显示设备各重要的运行参数和状态。
论文发表。
当检测到设备的运行状态出现故障时，系统就会自动报警并记录故障；同时调节设备的运行参数，实现对远程设备的控制。
控制器局域网CAN（Controller Area Network）是Bosch公司提出的一种串行数据通信协议，它的模型结构包括物理层、数据链路层和应用层，信号传输介质是双绞线，通信速率最高1Mbps（40 m），直接传输距离最远10km（5Kbps），每条总线可挂接设备多达110个，特别适用于实时性要求很高的网络。
CAN总线是一种串行通信协议，具有较强的抗干扰能力，可以应用在电磁噪声比较大的场合。
本文正是利用CAN总线技术的这些特性，以CAN总线技术为基础构建一种以PC机为上位机，以DSP系统为下位机，利用多种传感器对船舶机舱与人员、设备及生产安全密切相关的柴油机转速、燃油进机压力、燃油进机温度、主轴瓦温度、滑油进机压力、滑油进机温度、滑油出机温度、涡轮增压器滑油进口压力、海水冷却水压力、淡水冷却水进机压力、淡水冷却水出机温度等方面相关的参数进行实时监测，并根据监测结果采取及时有效的措施。
其系统总体结构如图1所示。
DSP选择与CAN模块功能设计TMS320LF2812数字信号处理器集成了增强型CAN总线通信接口，该接口与CAN2.0B标准接口完全兼容。
它有32个可配置的接收、发送邮箱，支持信息的定时邮递功能。
可以使用该接口构建高可靠的CAN总线控制或检测网络。
TMS320LF2812处理器的CAN控制器为CPU提供完整的CAN协议，减少了通信时CPU 的开销。
文献综述
电气工程及其自动化
船舶机舱集中控制台的监控系统设计
近年来，随着计算机技术、自动控制技术和信息技术的快速发展，现代化船舶的自动化程度也在变的越来越高。
由于船舶机舱监控系统是船舶自动化的主要组成部分，它能使轮机员操纵人员可以及时的掌握了解机舱中的主、辅机等各系统和各种设备的运行状况，并且对各个系统的运行参数进行实时控制。
对于船舶的航运安全起着至关重要的作用。
鉴于目前我国建造的大部分船舶中的自动监控系统采用国外产品的情况，因此，开展先进的网络型机舱监控系统的研究具有非常重要的意义。
MCGS系统
MCGS即"监视与控制通用系统"，英文全称为Monitor and Control Generated System。
MCGS是为了工业过程的监测和控制领域所服务的计算机软件，具有可维护性强、操作简便、功能完善、可视性好等重多特点。
MCGS工控组态软件的功能和特点
1.概念简单，易于理解和使用。
普通工程人员只要经过短时间的培训就可以正确掌握和快速完成大多数简单工程项目的监控程序设计以及运行操作。
用户可以避开计算机硬件和软件中复杂的问题，从而集中力量来解决工程本身的问题，从而提高了组态的可靠性。
2.功能齐全，方案设计方便。
MCGS就是为了解决监控问题而提供多样的手段，从设备的驱动、数据的采集到数据的处理、流程的控制、报警的处理、报表的输出、动画的显示、曲线的显示等各个环节，均拥有多样的功能组件和图形库，用户只需根据实际需要，进行方案的设计与组态的配置即可，就可以生成用户所需的应用软件系统。
3.实时性与处理。
MCGS利用Windows操作平台上的多任务、按优先级分时等操作功能，使PC机广泛的应用于监控领域成为了可能。
而大量信息和数据的需要以及及时收集和即时处理，而在计算机监控领域则称为实时性任务。
另外还有许多工作是非实时性的，或者被称为非时间任务，可以插空在主机的运行周期中。
而打印数据一类工作，一般可以运行于
后台，称为脱机作业。
4.建立实时数据库，可以便于用户来分步组态，保证了这套系统安全可靠运行。
MCGS 组态软件是由五个部分组成：用户窗口、设备窗口、主控窗口、运行策略和实时数据库。
在这五部分中“实时数据库”是MCGS系统的核心。
生成应用系统时，每一部分都是独立运行，独立建造，互不相干的，而在MCGS系统运行的过程中，五个部分都可以和实时数据库进行数据的交换，从而形成一个有关整体。
实时数据库就相当于一个数据处理的中心，是该系统每个部分以及各种功能构件的公用数据区。
各个部件均可以独立地向实时数据库输出或输入数据，并完成自己的独立控制。
5.设立“设备工具箱”，主要是针对外部设备特征，用户可以从中选择某种“构件”，设置在设备窗口中，还可以赋予这个构件相关的属性，从而建立系统与外部设备的相关连接，便可实现对该种设备的驱动和控制。
由于不同的设备一般都对应不同的构件，所以所有设备构件均需要通过实时数据库来建立联系，建立时一般都是相互独立的，即使对某一个构件的操作或者改动，但是不影响其它构件和整体结构，从某种意义上讲，MCGS就是“设备无关”的系统，用户也不必担心外部设备局部的改动，影响到整个系统运行。
6.“面向窗口”设计方法，增加了可操作性和可视性。
把窗口作为一个单位，构建一个用户运行系统的界面，使MCGS的组态工作变的既直观简单，又多变灵活。
用户还可以使用系统的缺省构件，也可以根据实际情况需要自己来组态配置，生成各种各样的图形界面，包括一些特殊的图形界面。
7.利用多样的“动画组态”功能，快速的构造一些各种生动复杂的动态画面。
以数据、图象、图符、曲线等形式，为操作员提供了系统运行中的各种情况以及一些报警信息等。
用变化的大小、明暗的闪烁、改变的颜色、移动的翻转等手段，还可以增强动态效果。
图元、图符定义着相应的属性，就可以实现动画特效。
同时，MCGS还为用户提供了丰富多彩的动画构件，模拟控制系统以及实时监控系统中常用的一些器件的功能。
而每个动画构件都是一一对应着特定的动画功能。
8.引入“运行策略”概念。
在复杂工程作业中，运行的流程一般都是多分支的。
如果用传统编程方法来实现，既麻烦又容易出问题。
MCGS就开辟了“策略窗口”，用户就可以运用系统提供的各项功能的“策略构件”，可以用图形化的方法来构造应用程序，实现自由、精确地控制，还可以按照事先设定的顺序和条件，控制外部设备，来操控窗口的关闭与打开，与数据库进行交换。
于此同时，用户还可以自己创造新的策略构件，扩充系统的功能。
9.MCGS主要是由五个部分组成，它的主要部件一般由构件的方式来构造的。
不同构件
拥有不同功能，且相互独立。
用户可以根据自己的要求，定制自己需要的构件，使MCGS 系统的功能得到扩展。
这种利用“面向对象”的技术，大大提高了MCGS系统的可维护性和可扩展性。
10.支持OLE Automation技术。
MCGS允许用户在Visual Basic中操作MCGS中的对象，提供一套开放性的可扩展接口，用户可以根据自己的实际需要用Visual Basic编制特定的功能构件来扩展系统功能。
11.MCGS中数据存储已经不是传统的使用普通的文件，而是用数据库来管理一切。
当组态时，MCGS系统所生成的结果就是一个数据库，运行时，报警信息和数据对象的存储也是一个数据库。
利用这些数据库来储存数据和处理数据，从而大大的提高了系统的运行效率、安全性和可靠性。
12.设立“对象元件库”，是为了解决组态结果的积累和重新利用的问题。
所谓对象元件库，实际上就是一个存储各种组态对象的数据库。
当组态时，可以把制作完好的对象以元件形式存入数据库中，也可把数据库中的各种对象提取出来，直接来使用。
随着工作的积累，对象元件库的对象也将变的日益扩大和丰富了，所以组态工作也将会变得越来越方便了。
MCGS的发展前景
现在MCGS软件的应用范围很广，它的系统界面友好，操作简单，扩展行强，功能丰富，可靠行高，同时组态技术的采用缩短了开发周期，减少了开发费用。
MCGS组态技术在控制系统开发中具有十分良好的应用发展前景。
MCGS组态软件还需进一步完善：一是加强通用性和便利性，满足不同控制系统的设计要求，尽量减少用户的编程工作量；二是在通用性的基础上向行业化方向发展。
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