开题报告-船舶吃水量采集与显示系统的设计.doc

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1、开题报告-船舶吃水量采集与显示系统的设计开题报告 电气工程及自动化 船舶吃水量采集与显示系统的设计 一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依照和意义： 如今的技术和科技手段限制，对船舶实际吃水量信息的采集依然主要靠人工观察船舷边的水尺刻度来得到。这就意味着大型船舶的驾驶员必须掌握船舶左、右、舷、首、中、尾六个部位的吃水信息，计算出船舶的稳定性，才能够正确的掌握船舶装载情况并配以其它数据，左右吃水差，船舶摇摆周期，横倾角，前后吃水差，纵倾角等一些重要的稳定性参数。因而为了精确的测量船舶吃水量，在锚泊及观察船体外部水尺刻度，以及只能在船舶靠岸或者锚泊时进展，需要放绳梯，既费时又危险。 船舶吃水量

2、依照检测方法的不同，吃水量大体上就能够分成两品种型：船舶实际吃水量和船舶型吃水量。船舶型吃水量指的是水平线面到船底龙骨板上缘的垂直间隔，但是船舶实际上的吃水量是指水平线面到船底龙骨板下缘的垂直间隔，与船舶的实际吃水量就相差一个龙骨板的厚度。因而船舶的型吃水量是船舶设计及进展功能分析时所考虑的，应该确实是船舶实际吃水量，在过浅滩、系靠码头、船舶出港和装卸物资时应该考虑的，因而本文讨论的船舶吃水量时是指的确实是船舶的实际吃水量。 相关学者关于船舶吃水量信息测量的理论模型进展了研究。水下测距技术为船舶吃水量信息测量系统的关键技术，相关于说激光测距、红外测距、雷达、电子测距等测距手段，声纳测距技术在水

3、下测量中更具有传输速度快、衰减小等的优点，因而声纳测距成为了主要的水下测距手段。下面五种基于声纳测距技术的船舶吃水量信息采集方法的理论模型。1.水中固定法；2.双侧深仪检测法；3.换能器阵检测法；4.侧扫声纳图像处理法；5.水底固定法。 1.水底固定法。在水域航道的一个断面的水底安装换能器阵列。换能器向垂直方向上发送超声波。当有船舶通过时，超声波则被船底反射，又一次被换能器阵列接受。从而捕捉到船舶底面反射的信息，进展推断和计算船舶的吃水量。 2.水中固定法。将其测量设备安装在一个断面上，信号发生器装置安装在断面的一侧，而信号接收器装置安装在断面的另一侧。这两个装置由其多个传感仪器构成，装置间隔

4、水平面的间隔为该河段航道根本水深。装置采纳了固定安装方式，安装位置需要依照当前水位进展动态调整。装置安装在半圆柱的支架内，测量仪器就能够在支架内实现上下挪动，并锁定在指定位置。 3.换能器阵检测法。在一个水域断面处左右两侧各安装一个传感器阵列。单个传感器采纳单波束的超声波传感器。为了保证测量的精度，尽量选用波束角小的换能器。假使每个传感器的波束角为40度，每一个阵列可用22个传感器单元对测量区域的完全覆盖。 4.双测深仪检测法。双测深仪检测法是由两个测深仪和一个压力传感器构成，1号测深仪靠近水平面安放，能确保检测出船舶与岸边的间隔。2号测深仪与压力传感器安装在同一位置，保证安装深度大于该河段航

5、道维护水深。 目前，国内外也尚无船舶吃水量信息采集和显示的成套系统设备，相关的专题研究仍处于技术研究阶段。以上测量模型虽理论上可行，但是理论模型对现实的情况毕竟做了大量的简化。而且方案与安装方式严密相关，而安装方式是由现场环境决定的。因而当测量方案放到实际的应用环境必须通过大幅度调整，才能实现船舶吃水量信息的测量。因而本文在以往的根底上，进一步优化方案，采纳简约可行的方案，具有严重的意义。 本课题主要是在船舶吃水深度测量的根底上，进一步重点研究船舶压载水舱的自动操纵，单片机的抗干扰设计以及单片机的操纵电路设计。船舶吃水量的采集是其中的最重要的一块，也是本课题开场的部分，更加是我们的先决条件。研

6、究船舶吃水量的采集与显示和时代的潮流也是船舶开展面临的咨询题。关于节约能源、降低运输本钱、提高船舶平安性和可靠性以及促进船舶的开展具有重要的意义。 因而完全有必要采纳现代化技术的手段，对通航船舶，特别是船舶的实际吃水数据进展实时快速检测，开发建立船舶吃水量信息采集与显示系统。对船舶超吃水信息情况进展实时检测和显示，实现对船舶载运量和实际吃水量信息的快速实时检测，通过显示，配套以相应的治理处理机制，处理通航船易碰撞搁浅的平安隐患，减少和防止船舶事故的发生，保障通航平安，保障水道运输大通道的平安通畅，具有严重现实意义。 本文结合实际工程需求，在比照吃水量信息采集方法后，应用压力传感器测量吃水深度，

7、在传感器检测吃水量信息的根底上，通过A/D转换，采纳单片机对采集的数据进展运算，分析和显示。传感器检测的数据一部分传给了单片机，另一部分传给了压载水舱，通过传感器测量的模仿量进展电压的比拟，来操纵继电器的工作。PLC自动操纵系统则依照继电器的启动信号进展压载水舱水量的自动调理，实现了船舶的平衡，具有特别严重的意义。 二、研究的根本内容，拟处理的主要咨询题： 1.查找吃水深度测量方法，通过比对查找最正确的方法。 2.熟悉单片机操纵系统，寻求最优的芯片进展简易，方便的操纵。 3.在船舶吃水量信息采集与显示的基上，联络实际，完善系统。 4.总结得出结论。 三、研究步骤、方法及措施： 步骤及方法： (

8、1)理解船舶吃水深度测量的研究。 (2)分析相关的船舶吃水的深度测量的技术。 (3)设计本人的吃水量采集和显示以及自动操纵压载水舱平衡。 (4)分析操纵效果。 (5)总结得出结论。 措施：图书馆查找相关的书籍、期刊、杂志等，通过上网寻找相关的一些材料，查看当代对该技术的研究成果和最新的动态。然后通过对这些材料的学习和研究进一步的熟悉和理解设计所需的相关知识。在设计过程中及时与指导教师讨论，对不理解的咨询题及时向教师请教。 四、参考文献： 1周达超.船舶吃水量采集处理系统的研究J.大连海事大学硕士论文. 2凌玉华.单片机原理及应用系统设计M.长沙：中南大学出版社，2020. 3何立民.单片机高级

9、教程M.北京：北京航空航天大学出版社，1999. 4丁元杰.单片微机原理及应用M.北京：机械工业出版社，2020. 5范永胜.电气操纵与PLC应用M.北京：中国电力出版社，2020. 6谢永和.渔船船体及船舶设备M.北京：海军出版社，2020. 7沙占友，王彦朋，孟志永.单片机外围电路的设计M.北京：电子出版社，2020. 8刘艳玲.采纳从MAX232实现MCS-51单片机与PC机的通讯J.天津理工学院学报，1999.15(2)：5760. 9李博.电阻应变式压力传感器的电阻公式J.东北工学院报，总第62期. 10 Josef Tapken MOBY/PLC - Graphical Development ofPLC-Automata University of Oldenburg - Department of Computer Science P.O.Box 2503, D-26111 Oldenburg, Germany.此材料由网络搜集而来，如有侵权请告知上传者立即删除。材料共分享，我们负责传递知识。