船舶機艙環(huán)境檢測系統(tǒng)的設計2

1、山東交通學院2012屆畢業(yè)生畢業(yè)論文（設計）題目：船舶機艙環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)設計院（系）別信息科學與電氣工程學院專 業(yè)電氣工程及其自動化班級電氣081學 號080819112姓名 閆志勇指導教師 劉文江2012年4月原創(chuàng)聲明本人閆志勇鄭重聲明：所呈交的論文“船舶機艙環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)設計”，是本人在導師劉文江的指導下開展研究工作所取得的成果。除文中特別加以標注和致謝的地方外，論文中不包含任何其他個 人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體均已在文中以明 確方式標明，本人完全意識到本聲明的法律后果，尊重知識產(chǎn)權，并愿為此承擔一切法律責任。論文作者（簽字）：日期：2012年4月

2、20日隨著船舶制造及船舶航運業(yè)的發(fā)展，從人性化角度出發(fā)，人們越來越重視船上人 員工作及生活條件，從船舶的經(jīng)濟性考慮，動力設備的工作環(huán)境也至關重要。在船舶的 設計過程中，機艙環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的設計是非常重要的一個環(huán)節(jié)。不管是人員還是機器設 備的正常工作都需要適宜的環(huán)境。機艙內(nèi)的動力裝置正常工作，首先需要消耗一定量的新鮮空氣，用于動力機械的燃 燒，其次要帶走機器設備運轉(zhuǎn)、燃燒產(chǎn)生的熱量。機艙通風用以建立機艙內(nèi)給定的環(huán)境 條件，如需要的艙內(nèi)溫度、濕度、空氣流速、清潔度及空氣成份等，以保證柴油機、鍋 爐及焚燒爐燃燒時所必須的空氣量，同時也要保證機內(nèi)良好的工作環(huán)境，改善輪機人員 的工作及衛(wèi)生條件。本設計是以

3、單片機(AT89S52為核心，配合溫度傳感器(AD590和濕度傳感器 (HIH-3610)，以及相關的外圍電路組成的檢測系統(tǒng)，可以接收所測環(huán)境的溫度、濕度、 光照強度和氧氣含量信號，檢測人員可以通過數(shù)碼管顯示的數(shù)據(jù)， 實時監(jiān)控環(huán)境的溫度 和濕度情況。所有的測量操作都可以通過主機控制軟件來實現(xiàn)，溫度、濕度、光敏和氧 氣傳感器得到的測量信號，經(jīng)電路轉(zhuǎn)換為電信號，然后通過一定的放大經(jīng)過芯片 TLC549A/D專換送到單片機進行數(shù)據(jù)處理，經(jīng)軟件分析處理后送顯示裝置，并控制控制 風機的運行。本文所開發(fā)的系統(tǒng)具備完整的環(huán)境監(jiān)測功能， 滿足相關規(guī)范要求，實時性較好，能 夠應用于實船。并對該系統(tǒng)作了一些突破以

4、往設計的優(yōu)化設計，對以后船舶環(huán)境監(jiān)測系 統(tǒng)的設計有一定的指導作用。關鍵詞：機艙,環(huán)境，單片機,傳感器AbstractWith the developme nt of shipbuild ing and ship n avigati on, pers on ally, the en vir onment of worki ng place and accommodati on place being required more and more econo mically, the working environment of power installation is more importa

5、nt, too. During the ship design, the ventilation system design is one of the important aspects of the whole design. A suitable en vir onment should be con sidered for good work ing of pers on and power in stallatio n.In order to keep the power installation work well, it will need a mount of fresh ai

6、r for the burning of engine and bring away the heat emission from the engine . Engine room ventilation system design is doing for building a special condition, such as the temperatures, humidity, air speed, the clea nli ness of the air and the eleme nt perce nt of air, to in sure the amount of air n

7、 eeded by the engine boiler and incin erator bur ning, and improve the work ing en vir onment of the work ing pers on in engine roomThe design is based on SCM (AT89C51) as the core, with a temperature sensor (AD590) and humidity sen sors (HIH-3 610), as well as the detect ion system, the peripheral

8、circuit can receive the measuredambie nt temperature, humidity, light in ten sity and oxyge n content of sig nal detect ion can be digital display data, real-time mon itori ng of en vir onmen tal temperature and humidity. All the measurement operation by the host control software to achieve the meas

9、ureme nt of temperature, humidity, photose nsitive, and oxyge n sen sor sig nal, the circuit converted into electrical signals, and then by a certain degree of amplification after the chip TLC549A / D conv ersi on to the microc on troller for data process ing evacuati on by the software analysis and

10、 processing, display devices, and control the running of the fan con trol.Have a complete en vir onmen tal mon itori ng system developed to meet the releva nt regulatory requireme nts, real-time, can be used in a real ship. And made some breakthrough desig ned to optimize the desig n of the system,

11、after the desig n of the Marine En vir onment Mon itori ng System has a guidi ng role.Key words： Cabin, Environment, Microcontroller, Sensor1緒論 11.1課題研究背景 11.2船舶機艙監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)展與現(xiàn)狀 11.3本次設計的主要工作 32控制系統(tǒng)的方案設計 42.1系統(tǒng)的構成 42.2 單片機AT89S52的介紹 52.3 A/D轉(zhuǎn)換器 82.3.1 主要特性 82.3.2 TLC549 工作原理 92.4溫度傳感器的選型 102.4.1 溫度傳感器主要特

12、性 102.4.2 AD590的工作原理 112.4.3 電路設計 112.5濕度傳感器的選型 122.5.1濕度傳感器的選擇 122.5.2 HIH3610 主要特性 132.6光電器件的種類與選擇 152.6.1光電器件的選擇 152.6.2光照度采集電路的組成與原理 152.7氣體傳感器的選擇 162.8機艙通風系統(tǒng)的選型 163系統(tǒng)的硬件設計和連接 203.1主控模塊 203.2顯示模塊 203.3 A / D轉(zhuǎn)換模塊 213.4溫度和濕度采集模塊 213.5光照度采集電路的設計 213.5.1光照度采集電路的設計 213.5.2光照度采集試驗與分析 223.6繼電器控制電路 233.

13、7 TLC549與AT89S52的接口電路設計 243.8鍵盤設計 243.9輸出驅(qū)動的設計 253.10電源電路的設計 263.11報警電路設 274系統(tǒng)軟件方案的設計 284.1 程序流程圖 284.1.1溫濕度主程序流程圖 294.1.2報警器流程圖 304.1.3 A/D轉(zhuǎn)換子程序流程圖 304.1.4鍵盤中斷流程圖 314.2上位機軟件設計 32結論 34致謝 35參考文獻 36附錄 371.1課題研究背景我國的水路運輸具有投資少、見效快、運價低的特點，因此一直以來它都是重要的 交通方式之一，在國名經(jīng)濟的發(fā)展中起到很重要的作用 。船舶機艙監(jiān)控系統(tǒng)是對機艙 重要設備的運行狀態(tài)和安全參數(shù)

14、進行監(jiān)測， 對值班人員和管理者聲光提示，及時決策設 備管理措施，保證設備系統(tǒng)或者人員安全的重要系統(tǒng)。因此實時、準確地了解船舶機艙環(huán)境動態(tài)信息顯得尤為重要，特別是一下幾個方面：（1）船舶機艙環(huán)境氣體含量的監(jiān)測，特別是氧氣含量是否達到人體適合進入的最 低標準，保證工作人員的安全。（2）船舶機艙溫度和濕度的監(jiān)測，保障船舶設備的正常運行。（3）船舶機艙光線的監(jiān)測，尤其是在惡劣天氣和晚上等光線不足的情況下保證機 艙光線充足，工作人員正常工作。以往的船舶監(jiān)測系統(tǒng)，都是通過傳統(tǒng)的人工現(xiàn)場監(jiān)控來獲得船舶機艙環(huán)境動態(tài)信 息，而且不能保證工作人員的安全。通過以往檢測系統(tǒng)的實時性不高、操作不方便，不 利于管理。因此

15、有必要研究一種遠程監(jiān)測技術。另外，船舶機艙內(nèi)的工作環(huán)境是最為惡劣的， 船舶機艙內(nèi)的通風條件也直接影響到 船員的身體狀況和工作效率。按中國船級社對船舶動力裝置的控制形式的規(guī)定，分為機 艙有人值班、周期無人值班和集控室有人值班三種，尤其是機艙有人值班時，合適的機艙通風可以提供人更多的新鮮空氣量， 降低機艙溫度，通過機艙通風管道的合理布置適 當?shù)亟档蜋C艙內(nèi)的噪聲，提高人員的工作環(huán)境標準。機艙通風用以建立機艙內(nèi)給定的環(huán) 境條件，如需要的艙內(nèi)溫度、濕度、空氣流速、清潔度及空氣成份等，以保證柴油機、 鍋爐及焚燒爐燃燒時所必須的空氣量，同時也要保證機內(nèi)良好的工作環(huán)境，改善輪機人 員的工作及衛(wèi)生條件。隨著計算機與網(wǎng)絡技術的發(fā)展，船舶機艙監(jiān)測系統(tǒng)得到了飛速發(fā)展，無線網(wǎng)絡技術 已經(jīng)逐步被應用到遠程監(jiān)控系統(tǒng)之中，通過無線網(wǎng)絡技術將現(xiàn)場設備采集的數(shù)據(jù)傳輸