下载文档原格式
嵌入式船用变频供水控制系统韩中建(武警海警学院，浙江宁波315801)摘要：随着船舶自动化和智能化的不断发展，船舶供水系统对控制系统将提出更高的要 求。
相对于P L C变频供水控制系统而言，嵌入式变频供水控制系统具有成本低廉、功耗低、体积小和扩展灵活等特点。
文章设计了一套嵌入式船用变频器供水控制系统，具有液晶屏手动 和变频控制、本地控制、恒压设定、运行数据监测等功能。
该系统经实验室安装测试后基本达 到预期功能，为后续进一步优化设计奠定了坚实的基础。
关键词：嵌入式；变频；控制系统中图分类号：U664 文献标志码：A DOI:10.16443/ki.31-1420.2020.01.011 Marine Frequency Converting Water SupplyControl System by Embedded ProcessorH A N Zhongjian(China Maritime Police Academy,Ningbo315801, Zhejiang,China)Abstract: With the development o f ship automation and intellectualization, higher requirements are put f orward f or the control system of s hip water supply system. Compared with the control system by PLC, the variable frequency water supply control system by embedded processor has the advantages o f low cost, low power consumption, small size and flexible expansion. A variable frequency water supply control system is designed by embedded processor, which has the J unctions o f manual control and frequency converting control by LCD, local control, constant pressure setting and operational data monitoring. After laboratory testing, the control system achieves the expected function, which lays a solid f oundation for f urther optimization design.Key words: embedded; variable f requency; control system〇引言船舶供水系统作为机电设备中的重要组成部 分，可影响船舶正常运行及船员的日常生活质量。
船舶运动控制及其系统设计研究船舶运动控制是指利用控制技术对船舶在海上运动的速度、航向和姿态进行调节，以达到控制船舶运动的目的。
随着技术的发展，现代船舶的运动控制系统已经越来越复杂，需要良好的设计和控制策略。
船舶的运动控制系统可以分为以下几个方面：一、动力系统动力系统是船舶运行的基础，其中主机控制系统、电力系统等为其中重要的组成部分。
通过对主机控制系统的控制，船舶可以调节其航速、加速度、推力等参数。
电力系统的控制则可以对船舶的电气设备进行管理，例如控制电动机的转速和功率等。
二、导航系统导航系统是指船舶在航行中的定位、导航和航迹控制。
通过在舰船上安装GPS、惯性导航仪、罗经等各种设备，可以实现对船舶位置、速度、航向等参数的快速准确的监测和控制，关键是如何在不同控制环境下，选择适合的导航方法和准确的航线控制。
三、舵机控制系统船舶的舵机控制系统是对船舶舵角进行精确控制的关键技术。
通过对船舶舵角的控制，可以实现对船舶航线和转向的精确控制。
这个控制系统必须保证精度，在实际情况中，需要对一系列环境变量进行响应，例如风速、潮汐、海浪等等。
四、动态姿态控制系统动态姿态控制是船舶运动控制的另一个重要方面。
船舶在海上运动时，由于海浪、风力等环境因素的影响，会发生较大的姿态变化，例如横滚、俯仰和偏航。
通过动态姿态控制系统可以对船舶的姿态进行实时监测和调节。
船舶运动控制系统的设计需要考虑一系列因素，例如船舶的大小和类型、动力、导航、动态姿态控制系统的操作方式、仿真等等。
通过对船舶运动控制的全面分析和系统设计，可以大大提高船舶的运动性能和安全性，实现更加高效、精确的控制。
除了控制系统的设计，船舶运动控制的研究还涉及到液体力学、船舶动力学、控制理论等学科。
例如，流体力学可以提供有关流动动力学的信息，而控制理论可以帮助人们设计更加高效的控制方法和算法。
总之，船舶运动控制及其系统设计研究是一个复杂的领域，需要大量的实践和理论研究。
基于嵌入式系统的船用阀门控制系统设计随着科技的不断进步，嵌入式系统在各个领域都得到了广泛应用，其中船用阀门控制系统也在不断发展和创新。
本文将介绍基于嵌入式系统的船用阀门控制系统设计，以提高船舶的安全性和效率。
一、引言随着全球贸易的繁荣和海洋开发的推进，船舶运输业务日益增加。
在船舶运输过程中，阀门的控制非常重要，它们影响着船舶的安全性和操作效率。
因此，设计一种基于嵌入式系统的船用阀门控制系统具有重要意义。
二、嵌入式系统在船用阀门控制中的应用嵌入式系统是一种特殊的计算机系统，可以嵌入到其他设备中，实现特定的功能。
在船用阀门控制中，嵌入式系统可以实现以下功能：1. 实时监测：嵌入式系统可以实时监测船舶阀门的状态和工作情况，确保船舶运行的正常和安全。
2. 控制功能：嵌入式系统可以通过精确的控制算法控制船舶阀门的开关和调节，实现船舶运输的需求。
3. 故障检测和诊断：嵌入式系统可以实时检测和诊断船舶阀门的故障，提前采取措施进行修复，减少船舶故障发生的可能性。
4. 数据记录和分析：嵌入式系统可以记录和分析船舶阀门的工作数据，为船舶运输的优化提供依据。
三、基于嵌入式系统的船用阀门控制系统设计在设计基于嵌入式系统的船用阀门控制系统时，需要考虑以下几个方面：1. 系统硬件设计：选择适合船舶环境的硬件部件，如微处理器、存储器、传感器等，并进行充分的测试和选型。
2. 系统软件设计：根据船舶阀门的特点和要求，编写适合的控制算法和软件程序，确保系统的稳定和可靠。
3. 通信协议设计：设计船舶阀门控制系统与其他设备的数据通信协议，以便实现数据的共享和交互。
4. 安全和可靠性设计：考虑系统的安全和可靠性要求，采取相应的措施，如数据备份、系统冗余等。
5. 系统测试和验证：对设计的船用阀门控制系统进行全面的测试和验证，确保系统的功能和性能符合要求。
四、实例分析：基于嵌入式系统的某型船舶阀门控制系统以某型船舶阀门控制系统为例，介绍基于嵌入式系统的船用阀门控制系统的设计实现。
关键词：无线网络；智能控制；嵌入式；系统设计0引言在复杂的海上环境，海上作业对舰船航行提出更高要求，因此，研究无线网络智能控制系统，对舰船进行远程遥控，实现自动靠泊、自主航行等功能，具有重要意义。
文献[1]利用主配的单独馈线，连接舰船设备和配电箱，引入微分控制概念，比例控制自动舵，实现舰船智能控制，但该方法振荡行为的控制增益较高，网络吞吐量较低[1]。
文献[2]选取模糊控制器，查询舰船性能指数，将指数存储到矩阵格式，自动合成性能特征，形成航向运行的控制规则，在无线网络环境下，利用神经网络的学习功能，模拟不同工况条件下的自动舵，PID 控制舰船航向，但该方法比例系数的补偿效果未达到预期，网络吞吐量同样较低[2]。
针对这一问题，结合以上理论，基于嵌入式技术，设计舰船无线网络智能控制系统，操纵舰船航迹。
1嵌入式技术的舰船无线网络智能控制系统设计1.1嵌入式控制系统硬件设计在微控制器中嵌入传感设备，构建系统硬件结构。
选取LPC2294型号微控制器，将TMS26155芯片作为控制系统的主控芯片，该芯片采用哈佛结构，划分存储器空间，得到程序存储空间和数据存储空间，主控设备为电推机、电机等，对外围设备进行28位浮点型运算。
通过模拟数字信号转换、外围IO控制、无线通信、H桥驱动、电源，组成系统总体框架。
模拟数字信号转换模块，选取ADS6291模数转换器，通过0～10V电压控制电机驱动器，驱动机类型选择直流电机，采用标准二进制编码，在基准输入和电源引脚中，加入去耦电容，单极性输出电压范围。
转换器和主控芯片通过SPI总线通信，由4根线组成接口引脚，分别为主器件的数据输出、输入，从器件的数据输出、输入，主器件的SPI总线时钟信号输出，从器件的使能信号输出[3]。
无线通信模块采用RS628接口，连接岸基手操盒和工控机，通过高低电平表示不同的逻辑状态，集成元件的通信接口，使用GND，RXD，TXD3种类型引脚，参数如表1所示。
嵌入式船舶分油机控制系统的设计陈长江;李世臣【摘要】针对船舶分油机控制系统中存在的实时性较差、人机交互单元不够友好等问题，设计一种以嵌入式微处理器S3C2440芯片为CPU，以Linux嵌入式系统为实时操作系统，采用触摸屏作为人机交互界面的嵌入式船舶分油机控制系统。
人机交互界面在跨平台编程软件Qt下开发完成，具有操作简单方便、参数及报警信息显示直观等优点。
%Modern ship oil purifier control system has many problems , such as poor real-time presence , far from friendly hu-man-computer interaction and so on .For such reasons , a ship purifier control system was designed which adopts embedded mi-croprocessor S3C2440 as CPU, adopts Linux as the embodied real-time operating system, adopts touch screen as human-computer interaction interface .The human-computer interaction interface is developed by a cross-platform programming software , which has characteristics such as easily and conveniently operating , visual displaying parameters and alarming information .【期刊名称】《船海工程》【年(卷),期】2014(000)003【总页数】4页(P108-111)【关键词】分油机;控制系统;触摸屏;Linux【作者】陈长江;李世臣【作者单位】大连海事大学轮机工程学院，辽宁大连116026;大连海事大学轮机工程学院，辽宁大连116026【正文语种】中文【中图分类】U664.5现代船舶分油机控制系统大多数采用单片机作为逻辑控制器，由于早期的单片机处理速度较慢，资源有限等原因，不能搭载嵌入式实时操作系统。
船舶安全监控系统的设计与应用研究第一部分：介绍随着船舶工业的发展和航行技术的不断创新，船舶的安全性问题日益受到关注。
船舶安全监控系统是一种防范船舶事故的重要手段。
它通过监控船舶各个部位的数据，及时发现和处理可能影响船舶安全的问题。
本文旨在针对船舶安全监控系统的设计和应用展开研究，为船舶安全提供更加全面的保障。
第二部分：船舶安全监控系统的设计船舶安全监控系统主要由以下几个部分组成：传感器、数据采集器、数据传输设备、数据处理器和显示器。
在设计过程中，需要考虑以下几个因素。
1. 传感器选择传感器是船舶安全监控系统的核心元件，它能够将船舶各个部位的数据实时采集，并传输给数据采集器进行处理。
传感器类型较多，选择合适的传感器对于系统的准确性和可靠性至关重要。
2. 数据处理器数据处理器是数据分析和处理的核心部件，它能够根据传感器采集的数据分析出可能存在的安全问题，并进行预测和预警。
在设计时需要考虑数据处理器的处理能力及其稳定性。
3. 数据传输设备数据传输设备能够将数据从数据采集器传输至数据处理器，对数据传输速度和传输距离等因素进行考虑，确保数据传输的稳定和可靠性。
4. 显示器显示器将处理后的数据展示给船舶操作人员，直观地反映当前船舶的安全状况。
在设计时需要考虑显示器的分辨率和反应速度等因素。
以上是船舶安全监控系统设计的一些关键因素，只有综合考虑这些因素，才能设计出稳定、高效的船舶安全监控系统。
第三部分：船舶安全监控系统的应用研究在船舶安全监控系统的应用中，主要包括以下几个方面。
1. 船舶航行状态监控通过安装传感器和数据采集器，可以对船舶航行状态进行监控，如航速、航向、舵角、水深等，系统能够实时预警，并提示船舶操作人员进行相应的操作，从而减少船舶碰撞和搁浅等事故的发生。
2. 船舶货物监控在货物运输过程中，货物的状态和位置信息非常重要，通过在船舶吊装设备和货舱等部位安装传感器和数据采集器，能够实时掌握货物的状态、位置和安全性，及时处理货物安全问题，确保船舶货物的安全。
嵌入式系统的船舶操纵模拟器设计曹丽苹，杨 征，安卫超(保定职业技术学院，河北 保定 071000)摘要: 传统船舶操纵模拟器，存在随动舵灵敏性差、数码管显示图像像素低等弊端。
为有效解决上述问题，设计基于嵌入式系统的船舶操纵模拟器。
通过模拟器硬件整体架构设计、船舶操纵信号采集模块设计，完成新型船舶操纵模拟器的硬件设计。
通过嵌入式系统固件程序设计、模拟器上机位通信软件设计、通信协议设计，完成新型船舶操纵模拟器的软件设计。
设计对比实验结果表明，与传统船舶操纵模拟器相比，新型模拟器大幅增强随动舵灵敏性，且数码管所显示图像的像素，也得到一定程度的提升。
关键词：嵌入式系统；船舶操纵模拟器；信号采集模块；通信软件中图分类号：U675 文献标识码：A文章编号： 1672 – 7649(2018)4A – 0202 – 03 doi：10.3404/j.issn.1672 – 7649.2018.4A.068Design of ship handling simulator in embedded systemCAO Li-ping, YANG Zheng, AN Wei-chao(Baoding Vocational and Technical College, Baoding 071000, China)Abstract: The traditional ship handling simulator has the disadvantages of poor sensitivity of servo rudder and low pixel display in digital tube. In order to solve the above problems, a ship handling simulator based on embedded system is designed. The hardware design of the new ship control simulator is completed by the design of the overall design of the sim-ulator hardware and the ship control signal acquisition module. The software design of the new ship handling simulator is completed through the design of embedded system firmware, the design of simulator communication software and the com-munication protocol design. The design contrast experiment results show that compared with the traditional ship handling simulator, the new simulator greatly enhances the sensitivity of the servo rudder, and the pixels displayed by the digital tube have also been improved to a certain extent.Key words: embedded system；ship manipulation simulator；signal acquisition module；communication software0 引 言船舶操纵模拟器，是一种通过计算机成像技术、计算机仿真技术相结合的手段，生成船舶航行图像的模拟设备。
船舶人员落水时的救助行动、威廉逊回旋法和斯恰诺回旋操作方法介绍一、船舶人员落水救助行动、接近落水人员Approaching the Man Overboard1. 人员落水的三种情况Three Situations of Man Overboard●立即行动：驾驶台直接发现人员落水并立即采取行动。
●延迟行动：目击者发现人员落水后报告驾驶台，滞后一段时间后才开始行动。
●人员失踪行动：驾驶台接到人员失踪报告后采取搜救行动。
●当发生人员落水时，船员须力图尽快救起落水人员。
2. 初始行动Initial Action➢向落水者一舷抛救生圈，并使之尽量靠近落水者➢声号鸣放三长声，发出“人员落水”警报➢按下GPS系统“MOB”键用以标记人员落水时的船位➢按照本章5.3.3的步骤开始施救操纵➢标识船位、风向、风速和时间➢通知船长和机舱➢布置瞭望员确保落水人员在视线内➢投放染色标识或烟雾信号➢通知无线电操作员，保持船位更新➢备车➢备好救生艇以便需要时放艇➢分配手提甚高频对讲机，使驾驶台、甲板和救生艇间保持联系➢装好引水梯方便救人3.威廉逊回旋法Williamson turn（右转如图）3.1 特点Features：➢准确地回到原来航线➢在能见度下降时效果好➢方法简单➢使船舶远离事发地点➢程序较慢➢适用于“立即行动”和“延迟行动”3.2 操作要点Operations：在驾驶台发现人员落水后，（在“立即行动”情况下，只能向人员落水的一舷）满舵，当偏离原航向60°时再向反方向满舵，当船首与原航向的相反航向差20°时正舵，使船舶转到原航向的相反方向。
3.3 WILLIAMSON 旋回（左转如下图）：A. 人员落水立即向人员落水一舷打左满舵.，把船尾甩离落水人员B. 当船首向偏离原航向60°时回舵并向相反方向操同样的舵角C.船舶驶在与原航向相反的航向时1.备主机2.把船停在落水人员位于船首或船中附近3.4 斯恰诺回旋法Scharnov turn3.4.1. 特性：➢使船舶回到原来的航迹上➢航行距离短，节省时间➢不能有效开展，除非知道从事故发生至救助行动开始所经过的时间➢适用于“人员失踪行动”3.4.2.操作要点：（不适用于“立即行动”的情况）满舵。
基于ARM嵌入式系统的船舶导航定位系统设计罗 莎1，卢运娇2(1. 北海职业学院 电子信息工程系，广西 北海 536000；2. 北海职业学院 机电工程系，广西 北海 536000)摘要: 船舶导航定位系统对于船舶实现安全航行具有非常重要的作用。
当前船舶导航系统在稳定性以及功耗上仍然存在一些问题，本文提出一种基于ARM嵌入式系统的船舶导航定位系统，ARM具有功耗低、处理速度快、具备多种数据接口、实时性好等优点。
本文研究了船舶导航定位系统的整体结构，系统可以实现船舶定位、船舶避碰、历史记录等功能，详细设计了串口电平转换电路以及FLASH电路，对NMEA-1083协议进行了简要分析，最后设计了软件的系统界面。
关键词：导航定位；船舶；ARM；避碰中图分类号：U665.12 文献标识码：A文章编号： 1672 – 7649(2018)3A – 0085 – 03 doi：10.3404/j.issn.1672 – 7649.2018.3A.029Ship navigation and positioning system based on ARM embedded system designLUO Sha1, LU Yun-jiao2(1. Beihai Vocational College, Electronic Information Engineering Department, Beihai 536000, China;2. Beihai Vocational College, Department of Mechanical and Electrical Engineering, Beihai 536000, China)Abstract: Ship navigation and positioning system for ship safe navigation has a very important role. The ship naviga-tion system there are still some problems on stability and power consumption, this paper proposes a ship navigation and posi-tioning system based on ARM embedded system, ARM have low power consumption, fast processing speed, with a variety of data interface, the advantages of good real-time performance. This paper studies the overall structure of ship navigation and positioning system, the system can realize positioning, ship collision, history, and other functions, the detailed design of a serial port level conversion circuit and FLASH circuit, protocol of NMEA-1083 is briefly analyzed, the design of the soft-ware system interface.Key words: navigation and positioning；the ship；ARM；collision avoidance0 引 言船舶导航可以为船舶的安全航行提供重要保障，特别是对于远洋船只而言，在茫茫大海上如果失去了导航的定位支持将会产生严重后果。
