船舶機(jī)艙環(huán)境檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)2

1、山東交通學(xué)院2012屆畢業(yè)生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目：船舶機(jī)艙環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)院（系）別信息科學(xué)與電氣工程學(xué)院專 業(yè)電氣工程及其自動(dòng)化班級(jí)電氣081學(xué) 號(hào)080819112姓名 閆志勇指導(dǎo)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(jī)艙環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)”，是本人在導(dǎo)師劉文江的指導(dǎo)下開(kāi)展研究工作所取得的成果。除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含任何其他個(gè) 人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的研究成果，對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體均已在文中以明 確方式標(biāo)明，本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果，尊重知識(shí)產(chǎn)權(quán)，并愿為此承擔(dān)一切法律責(zé)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(yùn)業(yè)的發(fā)展，從人性化角度出發(fā)，人們?cè)絹?lái)越重視船上人 員工作及生活條件，從船舶的經(jīng)濟(jì)性考慮，動(dòng)力設(shè)備的工作環(huán)境也至關(guān)重要。在船舶的 設(shè)計(jì)過(guò)程中，機(jī)艙環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。不管是人員還是機(jī)器設(shè) 備的正常工作都需要適宜的環(huán)境。機(jī)艙內(nèi)的動(dòng)力裝置正常工作，首先需要消耗一定量的新鮮空氣，用于動(dòng)力機(jī)械的燃 燒，其次要帶走機(jī)器設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)、燃燒產(chǎn)生的熱量。機(jī)艙通風(fēng)用以建立機(jī)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(jī)、鍋 爐及焚燒爐燃燒時(shí)所必須的空氣量，同時(shí)也要保證機(jī)內(nèi)良好的工作環(huán)境，改善輪機(jī)人員 的工作及衛(wèi)生條件。本設(shè)計(jì)是以

3、單片機(jī)(AT89S52為核心，配合溫度傳感器(AD590和濕度傳感器 (HIH-3610)，以及相關(guān)的外圍電路組成的檢測(cè)系統(tǒng)，可以接收所測(cè)環(huán)境的溫度、濕度、 光照強(qiáng)度和氧氣含量信號(hào)，檢測(cè)人員可以通過(guò)數(shù)碼管顯示的數(shù)據(jù)， 實(shí)時(shí)監(jiān)控環(huán)境的溫度 和濕度情況。所有的測(cè)量操作都可以通過(guò)主機(jī)控制軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，溫度、濕度、光敏和氧 氣傳感器得到的測(cè)量信號(hào)，經(jīng)電路轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，然后通過(guò)一定的放大經(jīng)過(guò)芯片 TLC549A/D專換送到單片機(jī)進(jìn)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(fēng)機(jī)的運(yùn)行。本文所開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)具備完整的環(huán)境監(jiān)測(cè)功能， 滿足相關(guān)規(guī)范要求，實(shí)時(shí)性較好，能 夠應(yīng)用于實(shí)船。并對(duì)該系統(tǒng)作了一些突破以

4、往設(shè)計(jì)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)以后船舶環(huán)境監(jiān)測(cè)系 統(tǒng)的設(shè)計(jì)有一定的指導(dǎo)作用。關(guān)鍵詞：機(jī)艙,環(huán)境，單片機(jī),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(jī)艙監(jiān)測(cè)系統(tǒng)發(fā)展與現(xiàn)狀 11.3本次設(shè)計(jì)的主要工作 32控制系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì) 42.1系統(tǒng)的構(gòu)成 42.2 單片機(jī)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(shè)計(jì) 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(jī)艙通風(fēng)系統(tǒng)的選型 163系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)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(shè)計(jì) 213.5.1光照度采集電路的設(shè)計(jì) 213.5.2光照度采集試驗(yàn)與分析 223.6繼電器控制電路 233.

13、7 TLC549與AT89S52的接口電路設(shè)計(jì) 243.8鍵盤(pán)設(shè)計(jì) 243.9輸出驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì) 253.10電源電路的設(shè)計(jì) 263.11報(bào)警電路設(shè) 274系統(tǒng)軟件方案的設(shè)計(jì) 284.1 程序流程圖 284.1.1溫濕度主程序流程圖 294.1.2報(bào)警器流程圖 304.1.3 A/D轉(zhuǎn)換子程序流程圖 304.1.4鍵盤(pán)中斷流程圖 314.2上位機(jī)軟件設(shè)計(jì) 32結(jié)論 34致謝 35參考文獻(xiàn) 36附錄 371.1課題研究背景我國(guó)的水路運(yùn)輸具有投資少、見(jiàn)效快、運(yùn)價(jià)低的特點(diǎn)，因此一直以來(lái)它都是重要的 交通方式之一，在國(guó)名經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中起到很重要的作用 。船舶機(jī)艙監(jiān)控系統(tǒng)是對(duì)機(jī)艙 重要設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和安全參數(shù)

14、進(jìn)行監(jiān)測(cè)， 對(duì)值班人員和管理者聲光提示，及時(shí)決策設(shè) 備管理措施，保證設(shè)備系統(tǒng)或者人員安全的重要系統(tǒng)。因此實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地了解船舶機(jī)艙環(huán)境動(dòng)態(tài)信息顯得尤為重要，特別是一下幾個(gè)方面：（1）船舶機(jī)艙環(huán)境氣體含量的監(jiān)測(cè)，特別是氧氣含量是否達(dá)到人體適合進(jìn)入的最 低標(biāo)準(zhǔn)，保證工作人員的安全。（2）船舶機(jī)艙溫度和濕度的監(jiān)測(cè)，保障船舶設(shè)備的正常運(yùn)行。（3）船舶機(jī)艙光線的監(jiān)測(cè)，尤其是在惡劣天氣和晚上等光線不足的情況下保證機(jī) 艙光線充足，工作人員正常工作。以往的船舶監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，都是通過(guò)傳統(tǒng)的人工現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控來(lái)獲得船舶機(jī)艙環(huán)境動(dòng)態(tài)信 息，而且不能保證工作人員的安全。通過(guò)以往檢測(cè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性不高、操作不方便，不 利于管理。因此

15、有必要研究一種遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)技術(shù)。另外，船舶機(jī)艙內(nèi)的工作環(huán)境是最為惡劣的， 船舶機(jī)艙內(nèi)的通風(fēng)條件也直接影響到 船員的身體狀況和工作效率。按中國(guó)船級(jí)社對(duì)船舶動(dòng)力裝置的控制形式的規(guī)定，分為機(jī) 艙有人值班、周期無(wú)人值班和集控室有人值班三種，尤其是機(jī)艙有人值班時(shí)，合適的機(jī)艙通風(fēng)可以提供人更多的新鮮空氣量， 降低機(jī)艙溫度，通過(guò)機(jī)艙通風(fēng)管道的合理布置適 當(dāng)?shù)亟档蜋C(jī)艙內(nèi)的噪聲，提高人員的工作環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)。機(jī)艙通風(fēng)用以建立機(jī)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(jī)、 鍋爐及焚燒爐燃燒時(shí)所必須的空氣量，同時(shí)也要保證機(jī)內(nèi)良好的工作環(huán)境，改善輪機(jī)人 員的工作及衛(wèi)生條件。隨著計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，船舶機(jī)艙監(jiān)測(cè)系統(tǒng)得到了飛速發(fā)展，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 已經(jīng)逐步被應(yīng)用到遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)之中，通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備采集的數(shù)據(jù)傳輸