基于單片機的船舶防撞預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)
本文關(guān)鍵詞:基于單片機的船舶防撞預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn),由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:交通是國民經(jīng)濟的大動脈,各種各樣的交通運輸工具也是層出不窮,船舶作為一種發(fā)展歷史悠久,同時也是重要的交通運輸工具,仍然在為人類的社會進步、經(jīng)濟繁榮作出巨大的貢獻。但是人們在享受水運交通快捷、便利、實惠的同時也在為船舶頻頻發(fā)生的事故所困擾。一方面船舶與船舶之間的碰撞時有發(fā)生,另一方面船舶與橋梁之間的事故所引起的后果將更加嚴重。這些事故不僅造成經(jīng)濟損失、環(huán)境破壞,更重要的是人的生命安全遭到威脅。為了提高船舶自我保護能力,降低船橋之間的事故率,,研制一種高效、經(jīng)濟的安裝于船舶上的防撞預(yù)警系統(tǒng)裝置具有極大的現(xiàn)實意義。 本系統(tǒng)的設(shè)計以較高性價比、高效準確為出發(fā)點,利用高性能單片機作為控制核心,采用激光測距傳感器與兩個自由度電動載臺底座結(jié)合方法以擴大其掃描范圍。該電動載臺由一個由直流電機和步進電機組成的,其中的直流電機進行水平方向轉(zhuǎn)動,檢測周圍船只、橋墩等;步進電機進行垂直方向轉(zhuǎn)動,測量大橋橫梁高度。當測量的得到的距離或者高度小于閾值門限時,系統(tǒng)便會發(fā)出聲光警報提醒操作人員及時調(diào)整航行狀態(tài),以便船舶安全避讓。 本系統(tǒng)具有三個工作模式可以選擇,以應(yīng)對水域交通復(fù)雜的環(huán)境因素。針對課題要求,負責(zé)人進行了軟硬件設(shè)計,在完成了仿真實驗之后進行了樣機的制作,目前樣機制作完成,各項數(shù)據(jù)基本達到預(yù)期要求。
【關(guān)鍵詞】:船舶 避碰 激光測距 單片機 電動載臺
【學(xué)位授予單位】:浙江海洋學(xué)院
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2014
【分類號】:U676.1;U675.7
【目錄】:
- 摘要8-9
- ABSTRACT9-12
- 第一章 緒論12-20
- 1.1 引言12
- 1.2 課題研究的背景12-14
- 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢14-17
- 1.3.1 自動雷達標繪儀14-15
- 1.3.2 全球船載自動識別系統(tǒng)15
- 1.3.3 船舶智能避碰專家系統(tǒng)15-16
- 1.3.4 論文的選題依據(jù)16-17
- 1.4 本文的主要研究內(nèi)容17-18
- 1.5 本文組織結(jié)構(gòu)18-20
- 第二章 激光測距技術(shù)研究20-31
- 2.1 常見的測距方式和傳感器20-22
- 2.1.1 超聲波測距方式20
- 2.1.2 紅外線測距方式20-21
- 2.1.3 毫米波測距方式21
- 2.1.4 激光測距方式21-22
- 2.2 激光技術(shù)22-24
- 2.2.1 激光簡介22-23
- 2.2.2 激光的特性23-24
- 2.3 激光測距原理24-31
- 2.3.1 脈沖激光測距原理24-26
- 2.3.2 脈沖激光測距的誤差因素26
- 2.3.3 相位法激光測距原理26-28
- 2.3.4 相位激光測距的誤差因素28-29
- 2.3.5 其他激光測距29
- 2.3.6 脈沖激光測距與相位激光測距對比29-31
- 第三章 船舶防撞預(yù)警系統(tǒng)的硬件設(shè)計31-48
- 3.1 船舶防撞預(yù)警系統(tǒng)的工作原理和結(jié)構(gòu)31-32
- 3.2 激光測距傳感器的選型和單片機通信控制電路設(shè)計32-37
- 3.2.1 激光測距傳感器的選型32-34
- 3.2.2 激光測距傳感器的組成部分和功能34-36
- 3.2.3 激光測距傳感器與單片機通信接口36-37
- 3.3 兩自由度底座設(shè)計37-40
- 3.3.1 電動底座結(jié)構(gòu)設(shè)計37-38
- 3.3.2 電動底座水平直流電機驅(qū)動電路設(shè)計38-39
- 3.3.3 電動底座垂直步進電機驅(qū)動電路設(shè)計39-40
- 3.4 控制與數(shù)據(jù)處理單元設(shè)計40-41
- 3.5 顯示單元設(shè)計41-43
- 3.6 鍵盤設(shè)計43-44
- 3.7 聲光警報電路設(shè)計44-45
- 3.8 船舶防撞預(yù)警整體電路設(shè)計與 PCB 板介紹45-48
- 3.8.1 船舶防撞預(yù)警整體電路設(shè)計45
- 3.8.2 船舶防撞預(yù)警整體電路 PCB 板介紹45-48
- 第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計48-56
- 4.1 主監(jiān)控程序設(shè)計48
- 4.2 數(shù)據(jù)采集處理程序設(shè)計48-52
- 4.2.1 串行接口工作原理49-50
- 4.2.2 激光測距儀的指令50-51
- 4.2.3 單片機數(shù)據(jù)處理51-52
- 4.3 LCD 顯示屏程序與鍵盤程序設(shè)計52-54
- 4.3.1 LCD 顯示屏程序設(shè)計52-53
- 4.3.2 鍵盤程序設(shè)計53-54
- 4.4 電動底座控制程序設(shè)計54-56
- 4.4.1 電動底座水平電機控制程序設(shè)計54-55
- 4.4.2 電動底座垂直步進電機控制程序設(shè)計55-56
- 第五章 系統(tǒng)功能介紹與仿真實現(xiàn)56-61
- 5.1 系統(tǒng)功能介紹56-57
- 5.2 系統(tǒng)測量大橋高度原理及總體流程57-58
- 5.3 系統(tǒng)樣機制作58-59
- 5.4 系統(tǒng)的測量數(shù)據(jù)誤差分析59-61
- 第六章 全文總結(jié)和展望61-63
- 6.1 本文工作總結(jié)61
- 6.2 本文的不足之處和展望61-63
- 參考文獻63-67
- 致謝67-68
- 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及相關(guān)研究成果68-69
- 附錄Ⅰ69-74
【參考文獻】
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本文關(guān)鍵詞:基于單片機的船舶防撞預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn),由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
本文編號:382637
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