【摘要】：二十一世紀(jì)來,“無人機(jī)艙”已經(jīng)成為新造船舶的常態(tài),其不僅是輪機(jī)高度自動化的表現(xiàn),更是推動了整個(gè)船舶自動化的發(fā)展。機(jī)艙監(jiān)測報(bào)警系統(tǒng)是“無人機(jī)艙”得以實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵所在,其主要功能是使輪機(jī)管理人員能夠擺脫高溫嘈雜環(huán)境,通過計(jì)算機(jī)對機(jī)艙設(shè)備的狀況和參數(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測以及越限報(bào)警,該系統(tǒng)的完善將帶動整個(gè)船舶航行安全性。伴隨物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與遠(yuǎn)程通信技術(shù)的飛速發(fā)展,船用局域網(wǎng)以及船岸衛(wèi)星通信技術(shù)促進(jìn)了船舶管理和信息網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)無線通訊技術(shù)在機(jī)艙數(shù)據(jù)采集傳輸方面的應(yīng)用,具備成本低、施工周期短、靈活性與可擴(kuò)展性高以及可靠性強(qiáng)等優(yōu)勢。另一方面,采用B/S網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基于船載Web服務(wù)器的機(jī)艙監(jiān)測報(bào)警系統(tǒng)具有獨(dú)特的優(yōu)勢,能夠減少客戶端維護(hù)成本,提高系統(tǒng)安全性。本文以船舶機(jī)艙監(jiān)測報(bào)警系統(tǒng)為研究對象,針對現(xiàn)有船舶中機(jī)艙數(shù)據(jù)采集困難、布線復(fù)雜,且無法實(shí)現(xiàn)Web實(shí)時(shí)監(jiān)測訪問等問題,采用低功耗廣域網(wǎng)(LPWAN)無線通訊技術(shù)解決船舶底層數(shù)據(jù)傳輸問題,研發(fā)基于Web船載服務(wù)器的機(jī)艙監(jiān)測與報(bào)警系統(tǒng)。采用自主研發(fā)的多協(xié)議(支持RS485、RS232、CAN、TCP/IP、無線LoRa)船用數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)以及基于無線LoRa機(jī)制的數(shù)據(jù)采集前置節(jié)點(diǎn)硬件,豐富系統(tǒng)底層數(shù)據(jù)采集與傳輸方式,提高系統(tǒng)的便捷性與靈活性;采用C語言以及JAVA語言開發(fā)技術(shù),進(jìn)行節(jié)點(diǎn)、網(wǎng)關(guān)、服務(wù)器端的數(shù)據(jù)采集傳輸程序設(shè)計(jì),使得能夠成功地將數(shù)據(jù)從底層機(jī)艙采集到服務(wù)器端進(jìn)行入庫;采用IDEA工具以及MySQL數(shù)據(jù)庫,解決系統(tǒng)的Web界面的設(shè)計(jì)開發(fā)與監(jiān)測報(bào)警數(shù)據(jù)庫搭建問題,提高系統(tǒng)開發(fā)過程中的高效性與安全性,使船員在船舶局域網(wǎng)范圍內(nèi)通過Web瀏覽器或者移動設(shè)備便能夠?qū)C(jī)艙進(jìn)行監(jiān)測。
【圖文】：

許多船舶局部系統(tǒng)的研發(fā)已逐漸自動化、網(wǎng)、無線通信以及自動控制等技術(shù)不斷在船舶方面的功能不斷的擴(kuò)展豐富，可靠安全性也不斷得到提高，進(jìn)[7]。報(bào)警系統(tǒng)的發(fā)展歷程可分為三個(gè)大的階段：集中型、個(gè)階段的典型代表為 Kongsberg 公司研發(fā)推出的計(jì)算機(jī)來完成，沒有系統(tǒng)冗余處理，所以當(dāng)工作計(jì)算，可靠性較差。集散型階段的典型代表為 SIMENS 公中和分散相結(jié)合的結(jié)構(gòu)方式，由分布式多級微機(jī)控制網(wǎng)絡(luò)通信、數(shù)據(jù)庫以及添加了冗余處理來實(shí)現(xiàn)監(jiān)測報(bào)統(tǒng)的結(jié)構(gòu)層次也是典型的三層式：傳感器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，彼此數(shù)據(jù)能夠?qū)崿F(xiàn)交換，形成網(wǎng)絡(luò)工程實(shí)踐中增加靈活通用性，具有多個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)因?yàn)椴煌酉到y(tǒng)硬件的差異性導(dǎo)致彼此不能實(shí)現(xiàn)有效能。

圖 1-2 現(xiàn)場總線系統(tǒng)架構(gòu)以上三個(gè)階段發(fā)展可以看出，，現(xiàn)場總線技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)在機(jī)艙監(jiān)測報(bào)警系，使得系統(tǒng)得到根本性改革，解決許多系統(tǒng)固有問題。從機(jī)艙監(jiān)測報(bào)警系統(tǒng)看，國內(nèi)研發(fā)推進(jìn)主要是各企業(yè)、研究所和高校來進(jìn)行，或者由三者聯(lián)合開A-06A 報(bào)警監(jiān)測系統(tǒng)已經(jīng)在市場得到了應(yīng)用。比如大連海事大學(xué)和重慶大學(xué)等現(xiàn)場總線以及 PLC 控制對機(jī)艙數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)監(jiān)測與報(bào)警功能[13]。但是相比較國外系統(tǒng)的研發(fā)，國內(nèi)的起步較晚，其總體水平相較國外尚還處于追趕者的身份產(chǎn)制造的大型遠(yuǎn)洋散貨船應(yīng)用的普遍是國外研發(fā)的較為成熟的系統(tǒng)。而在國系統(tǒng)的公司中處于領(lǐng)頭羊地位的為德國 SIMENS 公司和挪威 Kongsberg 公司OS IMA32C 系列和 K-Chief 系列更加能體現(xiàn)智能化、可視化，更能滿足船舶實(shí)需求，其可行性與安全可靠性也在實(shí)際中得到了大量驗(yàn)證�，F(xiàn)有船舶機(jī)艙監(jiān)測報(bào)警系統(tǒng)架構(gòu)分析
【學(xué)位授予單位】：集美大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：U665.2

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