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近年来,海上运输价格低、运输量大的优势逐渐显现,提高海上轮船的航行安全显得非常重要。轮船远程信息采集和监控系统的实现,可随时随地地对轮船设备进行监控。这一系统为轮船的航海故障预测,航海预防、故障处理、海上自动化管理、海事纠纷的解决提拱了强有力的保障。为了提高轮船海上安全系数,完善轮船管理,本文设计了分布式轮船采集和监控系统。
本文采用嵌入式技术与3G通信技术,实现了基于嵌入式Linux操作系统的船舶远程监控系统。为了适应服务器IP地址变化的情况,本系统为服务器申请了固定的DNS网址,通过DNS获取动态IP地址。为了提高系统的通用性,提供了修改船名,修改手机号等的相关方法。利用嵌入式的可裁剪性和高实时性,系统不仅能有效地显示轮船的地理位置、监控设备状态信息,而且拥有语音通信和视频监控的功能。研究内容包括:
(1)通过对系统功能的需求和性能的分析,提出了相关的解决方案。接着通过方案的对比提出了基于ARM+Linux的3G无线传输方案,并结合方案设计了相关的硬件。其中硬件采集系统使用单片机作为控制机,传输系统使用ARM开发板,ARM的运行环境是Linux操作系统,通过C语言实现信息的采集和传输。
(2)设计信息采集模块,负责对轮船航行时的相关信息进行采集和处理。具体实现如下: GPS模块负责实时采集轮船的地理位置信息(精度和纬度)、时间、日期;数字仪表主要采集轮船的油量、气量,PO口采集报警开关量;模拟仪表用于采集柴油机的转速;摄像头和视频解码芯片负责传输视频信息;音频解码芯片负责传输语音信息。对使用Modbus传输的信息采用了CRC校验和LRC校验,提高了信息传输的可靠性。
(3)船岸信息传输系统负责将采集到的相关信息通过3G无线网络传输到服务器上。本系统对于语音和轮船设备状态信息的传输使用TCP协议,对视频信息的传输使用UDP协议。
(4)对系统的功能进行了测试,通过服务器上的信息与轮船油表的信息对比,对误码率进行分析。
本系统通过投入实际运行,系统稳定且误码率低,是一个可靠的系统。