觸礁預警信號是船體、礁石與預警系統通過射頻技術實現的,當前的紅外預警系統中射頻信號通信采用單工通信方式,導致系統獲取觸礁風險等級的速度較慢,據此在應用PIC單片機的前提下,設計航行觸礁風險紅外預警系統。在硬件方面,用PIC單片機替換原有系統部分硬件,加強對多類型射頻信號的傳輸速度。在軟件設計方面,利用三次指數平滑法預測航行觸礁風險,通過設置隸屬度區(qū)分風險等級,采用半雙工通信方式,實現對紅外預警系統射頻信號通信方式的設計。實驗結果表明,與傳統預警系統相比,此次設計的系統可以快速獲取觸礁風險等級,提升船舶的航行安全。 

【文章來源】：艦船科學技術. 2020,42(16)北大核心

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PWM編碼方式Fig.2PWMcodingmode

域大型船中性船小型船區(qū)域A一般風險一般風險較為安全區(qū)域B較為安全安全安全區(qū)域C較高風險較高風險一般風險區(qū)域D超高風險超高風險超高風險表3實驗測試對比結果Tab.3Experimentaltestcomparisonresults組別實驗組測試結果/s對照組測試結果/s大型船中型船小型船大型船中型船小型船10.340.350.332.712.662.5820.340.350.322.652.722.6330.350.320.352.52.652.6540.330.340.352.692.652.6550.350.340.352.642.542.7均值0.340.340.342.612.642.64圖2PWM編碼方式Fig.2PWMcodingmode圖4海域模擬地形圖Fig.4Simulatedtopographicmapofseaarea第42卷王慧：應用PIC單片機的航行觸礁風險紅外預警系統設計·45·

了28位序列號、4位功能碼以及2位狀態(tài)碼，由此設計的高頻射頻信號數據格式，如圖3所示。圖3高頻射頻信號數據格式Fig.3DataformatofhighfrequencyRFsignal紅外系統利用上述格式，接收劃分風險等級后的風險信息，至此應用PIC單片機后，船舶的航行觸礁風險紅外預警系統設計完畢。3實驗測試此次設計的預警系統面向海洋航運業(yè)，能夠獲取更加詳細的風向預警等級，并根據該結果選擇適宜的避礁方案。將傳統設計下的預警系統作為對照組，將此次設計的預警系統作為實驗組，模擬船舶和航行海域，分別測試2個系統應用下，船舶在復雜海域內航行時獲取的風險預警信息。根據此次實驗要求，模擬3組規(guī)格不同的船舶，模擬一片地形地貌相對復雜的海域，圖4為模擬的海域地形圖。將海臺區(qū)域設置為風險區(qū)域A，將海洋中脊設置為風險區(qū)域B，將海底島弧設為風險區(qū)域C，將海底山脈設置為風險區(qū)域D，總計4處風險位置。其風險強度如表2所示。模擬設計三類船體模型，分別將2個預警系統與該模型相連接，表3為此次實驗對比結果。根據統計的實驗測試結果可知，面對不同型號的船舶，實驗組獲取風險等級的速度均值為0.34s，對照組獲取風險等級的速度，其均值為2.64s，相比之下，實驗組比對照組快了2.3s，由此可知，此次設計的預警系統，途徑風險區(qū)域時，可以快速對觸礁風險作出反饋，給船舶航行安全爭取更大的調整時間，保證船體與人的生命財產安全。4結語針對當前紅外預警系統獲取觸礁風險等級速度慢的問題，本文設計航行觸礁風險紅外預警系統，優(yōu)化了原有系統硬件，通過半雙工通信方式，加強系統對多類型射頻信號的傳輸速度，令系統管控中心可以迅速獲取風險等

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3224490