開(kāi)題報(bào)告船舶吃水量采集與顯示系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、第7頁(yè) 共7頁(yè)開(kāi)題報(bào)告-船舶吃水量采集與顯示系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告 電氣工程及自動(dòng)化 船舶吃水量采集與顯示系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 一、綜述本課題國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)，說(shuō)明選題的根據(jù)和意義： 如今的技術(shù)和科技手段限制，對(duì)船舶實(shí)際吃水量信息的采集還是主要靠人工觀察船舷邊的水尺刻度來(lái)得到。這就意味著大型船舶的駕駛員必須掌握船舶左、右、舷、首、中、尾六個(gè)部位的吃水信息，計(jì)算出船舶的穩(wěn)定性，才可以正確的掌握船舶裝載情況并配以其它數(shù)據(jù)，左右吃水差，船舶搖擺周期，橫傾角，前后吃水差，縱傾角等一些重要的穩(wěn)定性參數(shù)。因此為了準(zhǔn)確的測(cè)量船舶吃水量，在錨泊及觀察船體外部水尺刻度，以及只能在船舶靠岸或者錨泊時(shí)進(jìn)展，需要放繩梯，既費(fèi)時(shí)又危險(xiǎn)

2、。 船舶吃水量根據(jù)檢測(cè)方法的不同，吃水量大體上就可以分成兩種類型：船舶實(shí)際吃水量和船舶型吃水量。船舶型吃水量指的是程度線面到船底龍骨板上緣的垂直間隔 ，但是船舶實(shí)際上的吃水量是指程度線面到船底龍骨板下緣的垂直間隔 ，與船舶的實(shí)際吃水量就相差一個(gè)龍骨板的厚度。所以船舶的型吃水量是船舶設(shè)計(jì)及進(jìn)展性能分析p 時(shí)所考慮的，應(yīng)該就是船舶實(shí)際吃水量，在過(guò)淺灘、系靠碼頭、船舶出港和裝卸貨物時(shí)應(yīng)該考慮的，所以本文討論的船舶吃水量時(shí)是指的就是船舶的實(shí)際吃水量。 相關(guān)學(xué)者對(duì)于船舶吃水量信息測(cè)量的理論模型進(jìn)展了研究。水下測(cè)距技術(shù)為船舶吃水量信息測(cè)量系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，相對(duì)于說(shuō)激光測(cè)距、紅外測(cè)距、雷達(dá)、電子測(cè)距等測(cè)距手段

3、，聲納測(cè)距技術(shù)在水下測(cè)量中更具有傳輸速度快、衰減小等的優(yōu)點(diǎn)，所以聲納測(cè)距成為了主要的水下測(cè)距手段。下面五種基于聲納測(cè)距技術(shù)的船舶吃水量信息采集方法的理論模型。1.水中固定法；2.雙側(cè)深儀檢測(cè)法；3.換能器陣檢測(cè)法；4.側(cè)掃聲納圖像處理法；5.水底固定法。 1.水底固定法。在水域航道的一個(gè)斷面的水底安裝換能器陣列。換能器向垂直方向上發(fā)送超聲波。當(dāng)有船舶經(jīng)過(guò)時(shí)，超聲波那么被船底反射，又一次被換能器陣列承受。從而捕捉到船舶底面反射的信息，進(jìn)展判斷和計(jì)算船舶的吃水量。 2.水中固定法。將其測(cè)量設(shè)備安裝在一個(gè)斷面上，信號(hào)發(fā)生器裝置安裝在斷面的一側(cè)，而信號(hào)接收器裝置安裝在斷面的另一側(cè)。這兩個(gè)裝置由其多個(gè)傳

4、感儀器構(gòu)成，裝置間隔 程度面的間隔 為該河段航道根本水深。裝置采用了固定安裝方式，安裝位置需要根據(jù)當(dāng)前水位進(jìn)展動(dòng)態(tài)調(diào)整。裝置安裝在半圓柱的支架內(nèi)，測(cè)量?jī)x器就可以在支架內(nèi)實(shí)現(xiàn)上下挪動(dòng)，并鎖定在指定位置。 3.換能器陣檢測(cè)法。在一個(gè)水域斷面處左右兩側(cè)各安裝一個(gè)傳感器陣列。單個(gè)傳感器采用單波束的超聲波傳感器。為了保證測(cè)量的精度，盡量選用波束角小的換能器。假使每個(gè)傳感器的波束角為40度，每一個(gè)陣列可用22個(gè)傳感器單元對(duì)測(cè)量區(qū)域的完全覆蓋。 4.雙測(cè)深儀檢測(cè)法。雙測(cè)深儀檢測(cè)法是由兩個(gè)測(cè)深儀和一個(gè)壓力傳感器構(gòu)成，1號(hào)測(cè)深儀靠近程度面安放，能確保檢測(cè)出船舶與岸邊的間隔 。2號(hào)測(cè)深儀與壓力傳感器安裝在同一位置

5、，保證安裝深度大于該河段航道維護(hù)水深。 目前，國(guó)內(nèi)外也尚無(wú)船舶吃水量信息采集和顯示的成套系統(tǒng)設(shè)備，相關(guān)的專題研究仍處于技術(shù)研究階段。以上測(cè)量模型雖理論上可行，但是理論模型對(duì)現(xiàn)實(shí)的狀況畢竟做了大量的簡(jiǎn)化。而且方案與安裝方式嚴(yán)密相關(guān)，而安裝方式是由現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境決定的。所以當(dāng)測(cè)量方案放到實(shí)際的應(yīng)用環(huán)境必須經(jīng)過(guò)大幅度調(diào)整，才能實(shí)現(xiàn)船舶吃水量信息的測(cè)量。因此本文在以往的根底上，進(jìn)一步優(yōu)化方案，采用簡(jiǎn)潔可行的方案，具有重大的意義。 本課題主要是在船舶吃水深度測(cè)量的根底上，進(jìn)一步重點(diǎn)研究船舶壓載水艙的自動(dòng)控制，單片機(jī)的抗干擾設(shè)計(jì)以及單片機(jī)的控制電路設(shè)計(jì)。船舶吃水量的采集是其中的最重要的一塊，也是本課題開(kāi)場(chǎng)的局部

6、，更加是我們的先決條件。研究船舶吃水量的采集與顯示和時(shí)代的潮流也是船舶開(kāi)展面臨的問(wèn)題。對(duì)于節(jié)約能、降低運(yùn)輸本錢、進(jìn)步船舶平安性和可靠性以及促進(jìn)船舶的開(kāi)展具有重要的意義。 因此完全有必要采用現(xiàn)代化技術(shù)的手段，對(duì)通航船舶，特別是船舶的實(shí)際吃水?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)展實(shí)時(shí)快速檢測(cè)，開(kāi)發(fā)建立船舶吃水量信息采集與顯示系統(tǒng)。對(duì)船舶超吃水信息狀況進(jìn)展實(shí)時(shí)檢測(cè)和顯示，實(shí)現(xiàn)對(duì)船舶載運(yùn)量和實(shí)際吃水量信息的快速實(shí)時(shí)檢測(cè)，通過(guò)顯示，配套以相應(yīng)的管理處理機(jī)制，解決通航船易碰撞擱淺的平安隱患，減少和防止船舶事故的發(fā)生，保障通航平安，保障水道運(yùn)輸大通道的平安通暢，具有重大現(xiàn)實(shí)意義。 本文結(jié)合實(shí)際工程需求，在比照吃水量信息采集方法后，應(yīng)用壓

7、力傳感器測(cè)量吃水深度，在傳感器檢測(cè)吃水量信息的根底上，通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換，采用單片機(jī)對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)展運(yùn)算，分析p 和顯示。傳感器檢測(cè)的數(shù)據(jù)一局部傳給了單片機(jī)，另一局部傳給了壓載水艙，通過(guò)傳感器測(cè)量的模擬量進(jìn)展電壓的比擬，來(lái)控制繼電器的工作。PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)那么根據(jù)繼電器的啟動(dòng)信號(hào)進(jìn)展壓載水艙水量的自動(dòng)調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)了船舶的平衡，具有非常重大的意義。 二、研究的根本內(nèi)容，擬解決的主要問(wèn)題： 1.查找吃水深度測(cè)量方法，通過(guò)比對(duì)查找最正確的方法。 2.熟悉單片機(jī)控制系統(tǒng)，尋求最優(yōu)的芯片進(jìn)展簡(jiǎn)易，方便的控制。 3.在船舶吃水量信息采集與顯示的基上，聯(lián)絡(luò)實(shí)際，完善系統(tǒng)。 4.總結(jié)得出結(jié)論。 三、研究步驟、方法

8、及措施： 步驟及方法： (1)理解船舶吃水深度測(cè)量的研究。 (2)分析p 相關(guān)的船舶吃水的深度測(cè)量的技術(shù)。 (3)設(shè)計(jì)自己的吃水量采集和顯示以及自動(dòng)控制壓載水艙平衡。 (4)分析p 控制效果。 (5)總結(jié)得出結(jié)論。 措施：圖書(shū)館查找相關(guān)的書(shū)籍、期刊、雜志等，通過(guò)上網(wǎng)尋找相關(guān)的一些資料，查看當(dāng)代對(duì)該技術(shù)的研究成果和最新的動(dòng)態(tài)。然后通過(guò)對(duì)這些資料的學(xué)習(xí)和研究進(jìn)一步的熟悉和理解設(shè)計(jì)所需的相關(guān)知識(shí)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中及時(shí)與指導(dǎo)教師討論，對(duì)不理解的問(wèn)題及時(shí)向教師請(qǐng)教。 四、【參考文獻(xiàn)】：p ： 1周達(dá)超.船舶吃水量采集處理系統(tǒng)的研究J.大連海事大學(xué)碩士論文. 2凌玉華.單片機(jī)原理及應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)M.長(zhǎng)沙：中南大學(xué)出版社，2022. 3何立民.單片機(jī)高級(jí)教程M.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1999. 4丁元杰.單片微機(jī)原理及應(yīng)用M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2022. 5范永勝.電氣控制與PLC應(yīng)用M.北京：中國(guó)電力出版社，2022. 6謝永和.漁船船體及船舶設(shè)備M.北京：海軍出版社，2022. 7沙占友，王彥朋，孟志永.單片機(jī)外圍電路的設(shè)計(jì)M.北京：電子出版社，2022. 8劉艷玲.采用從MAX232實(shí)現(xiàn)MCS-51單片機(jī)與PC機(jī)的通信J.天津理工學(xué)院學(xué)報(bào)，1999.15(2)：5760. 9李博.電阻應(yīng)變式壓力傳感器的電阻公式J.東北工學(xué)院報(bào)，總第62期. 10 Josef Tapken MOBY