船舶节能航速智能化系统研究与设计

【摘要】：现代船舶管理以节能环保、提高效率、安全营运为目标,在信息技术的推动下,正朝着专业化、自动化和智能化方向迅速发展。由于计算机技术、现代通信技术和互联网技术突飞猛进,使得对船舶航行过程中产生的实时数据进行采集、分析处理、远程传输以及数据共享等一系列工作变得更加便捷和高效。 随着世界贸易的迅速发展,船舶的数量正大规模增长,船舶的总油耗量呈明显上升趋势。高油耗现象导致营运成本偏高的同时也会造成严重的环境污染问题。因此,如何有效地实现船舶的节能减排成为一个至关重要的研究课题。最佳航行方式的选择是安全节能的关键,而确定最佳航行方式需要对船舶运行过程中各项动态参数进行分析,本文将对此展开研究。同时,合理地对船舶进行管理是各航运企业的工作重点。地面工作人员通过网络实时监控船舶的运行状态,通过分析各项数据对船舶航行方式进行优化评估并生成航行指导是加强船舶管理的有效途径之一。基于这两个目标,本文设计了一套船舶节能航速智能化系统。研究内容包括： 1、船舶航行数据采集系统,负责对船舶航行的信息进行采集、处理、分析、存储。具体实现如下：GPS模块实时监测船速、船向和船舶的地理位置；安装在机舱内的流量传感器采集主机燃油进、回油流量,转速传感器获取主机转速以及艉轴转速等信息；传感器输出端信号送入机舱信号处理器处理,经处理后通过RS485接口将数据传送到嵌入式计算机；嵌入式计算机从RS485总线获取船舶航行位置、航向、航速、主机转速、艉轴转速和耗油量等船舶运行相关数据,并处理、存库。 2、节能航速优化方案研究。嵌入式计算机获取到相关信息后,通过对数据进行分析得出船舶航行速度、主机转速和单位时间耗油量之间的关系,利用数据模型得出最节能航速。 3、船岸数据传输系统。嵌入式计算机将船舶航运信息通过串口发给GPRS模块,并控制GPRS模块将打包好的数据通过GPRS网络和Internet以每秒钟一次的频率发送到地面的远程服务器。 4、地面监控系统。服务器接收并解析网络报文,将数据存储到数据库。客户端通过互联网与服务器的数据库建立连接,完成对船舶航行状态的实时监控,并生成相应的航行指导。 【关键词】：节能环保 船舶管理 数据采集 GPRS
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：U664.8;TN929.5
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-13
• 1.1 课题来源及研究背景9-10
• 1.2 国内外研究现状10-11
• 1.3 本文研究的主要内容11-12
• 1.4 论文的结构12-13
• 第2章 船舶航行数据采集系统13-30
• 2.1 数据采集系统总体结构13-14
• 2.2 传感器的选择与应用14-16
• 2.2.1 流量传感器14-15
• 2.2.2 转速传感器15-16
• 2.3 机舱信号处理器16-22
• 2.3.1 硬件设计16-19
• 2.3.2 软件设计19-22
• 2.4 GPS接收机22-24
• 2.4.1 GPS通信协议22-23
• 2.4.2 GPS模块设计23-24
• 2.5 数据信息的提取24-29
• 2.5.1 单片机信息的提取25-28
• 2.5.2 GPS信息的提取28-29
• 2.6 本章小结29-30
• 第3章 节能航速优化方案研究30-34
• 3.1 船舶营运航速的选择30-32
• 3.2 节能航速的优化32-33
• 3.2.1 优化目标32
• 3.2.2 优化思路32-33
• 3.2.3 实现过程33
• 3.3 本章小结33-34
• 第4章 船岸数据传输系统34-44
• 4.1 GPRS通信原理34-35
• 4.2 GPRS无线传输系统结构35-36
• 4.3 GPRS终端硬件设计36-38
• 4.4 GPRS终端软件设计38-43
• 4.4.1 串口设置38
• 4.4.2 AT指令38-39
• 4.4.3 流程图及部分程序39-43
• 4.5 本章小结43-44
• 第5章 地面监控系统44-55
• 5.1 网络通信协议及模式44-47
• 5.1.1 TCP/IP协议44-46
• 5.1.2 C/S模式46-47
• 5.2 服务器软件部分设计47-54
• 5.2.1 socket通信47-51
• 5.2.2 网络报文的接收51-53
• 5.2.3 原始数据的提取53-54
• 5.3 客户端显示界面54
• 5.4 本章小结54-55
• 第6章 总结与展望55-57
• 6.1 总结55-56
• 6.2 展望56-57
• 致谢57-58
• 参考文献58-59

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

磁电式双转速传感器测量技术研究    石喜玲;孙运强;

船舶安全管理信息系统研究    何杰

GPRS无线数据传输中服务器端软件的设计和实现    王磊;许小琳;

基于IP的小型船舶监控系统的设计和实现    谢晓竹,傅军

基于GPRS的无线数据传输嵌入式系统设计    郭爱煌;李广宇;陈志雄;

船舶设计节能减排技术策略    郝金凤;强兆新;石俊令;索双武;肖丽娜;

船舶节能减排思考    魏昕;徐建豪;

船舶信息管理系统开发研究    姚玉南;

涡轮流量计的原理及应用    史登跃,侯芬,闫丽瑾

磁电式转速传感器的电压特性与应用    黎廷云;

基于C/S模式的远程监控系统设计与实现    雷雪

集中供热供冷计费技术的研究及远程自动计费系统的开发    喻李葵

基于UML的网络游戏模型的实现和研究    姚剑

专用TCP-IP协议栈的研究与应用    樊时凯

船舶营运航速的优化分析    张署

提高中小型船舶主推进装置可靠性研究    何方炽

监控系统中基于GPRS的无线数据传输系统的研究与实现    成春旺

船舶远程监控及数据交换系统的研究与应用    冯思春

基于GPRS的船位监控系统的通信模块设计    王刚

基于Windows CE的移动通讯技术的研究及实现    成欢欢

高温转速传感器的研制    卫学峰,孙志成,张滨华

基于GPRS的LED显示屏的无线数据更新系统    张公礼;孔超;龚冰心;

面向青少年发展的教育游戏软件系统建模设计    孙玉芳;恽如伟;

海上搜寻力量选择优化模型    邢胜伟;张英俊;李元奎;高宗江;

配电网自动化通信规约转换器的设计    黄世远;杨如辉;郭谋发;杨耿杰;高伟;

基于ARM处理器的粉尘监测系统设计    贺永方;曾周末;

船位监控系统在水政监察执法船舶上的应用    陀秋艳;王飞;

能源自动计费系统的系统优化    黎健;

基于ZigBee的单兵终端无线局域网通信模块设计    闫冲冲;郝永生;

基于3G终端机车状态信息传输系统的设计    杨孝平;贺德强;苗剑;彭威;

基于GPS-GPRS-GIS的人体生命体征远程监控系统的研究    侯群;

共享信息,加强监管,为航运安全提供技术保障    徐志刚;陶伟盛;

船舶工程设计中协同和数据集成问题的研究    盛永祥;张林;

人员密集场所风险评估理论与标准化方法研究    寇丽平

泵测量不确定度及可靠性的试验研究    杨懿

小管径多相流特性及流动参数测量研究    许明

船用嵌入式电子海图应用无线服务终端关键技术研究    徐西宝

以FTA为中心的船舶主机可靠性分析    孙化栋

基于ARM9的巡线信息采集技术研究    张博阳

长江船舶经济航速研究    沈文胜

架空输电线路风偏在线监测系统的研究    李娜

基于ARM和GPRS的水文测报系统的设计与研究    陈渊

地下水位远程监测仪的设计与实现    贺慧蕾

基于GPRS的大坝渗流监测系统研究与实现    郑辉

广域网监控系统的研究与实现    付晖

船舶主机降速节能研究    李胜

GPRS组网方案    贺丰,赵传钢

利用Java套接字实现应用程序间的数据通信    郑淑荣;

GPS与GIS集成技术在长江护岸工程中的应用    王冬梅,吴杰,张友静

53000吨特涂舱化学品船的线型优化及性能分析    肖丽娜;强兆新;郝金凤;石俊令;

走向21世纪的中国挖泥船    刘厚恕

浅谈船舶减速航行与节能    许加榜;

谈船舶航速的选择与节能    胡强生;

自动控制技术在船舶节能中应用的探讨    王兴更;李功宣;

浅谈SOLAS公约海上保安修正案和ISPS规则    李壮志

水下地形测量技术探讨    赵建虎,张红梅

船舶降速航行对燃油耗量及费用的影响分析    夏治发;刘超;马春郊;黄连中;

大气对GPS测量影响的理论与研究    杨力

长江船舶经济航速研究    沈文胜

港作拖轮节能综合研究    付胜谦

内河船舶柴油动力装置节能研究    陈新梅

C航运公司船舶节能减排的对策研究    汪峰

关于船舶运行期间燃油成本的研究    毛卫斌

船舶自动识别系统的应用及其关键技术的研究    周岳明

船舶运输成本分析与控制    黄涛

船舶机损事故分析    邹建军

船舶动力装置寿命预测与风险评估的研究及系统开发    杨勇虎

基于Windows CE.NET的手持终端系统软件设计    王沛然

浅谈住宅小区智能化系统设计    陈崇光

住宅小区智能化系统组成    王均华

现行居住小区智能化建设项目管理模式之利弊——记居住小区智能化建设项目管理研讨会    

箱式变电站智能化系统的设计    李久林;

建设智能化、人性化客运站    雷彦;

中国城市BRT智能化系统设计综述    董雪雅;麦继平;

智能化系统在人防工程中的研究与应用    王婷;张进;浦春旭;

浅谈智能建筑实施工程监理的必要性    王晓云;

现代住宅小区的智能化系统设计    许琳

人·资源·环境与住宅智能化    杜建东,王冬松

基于Web和COM组件技术的DSS研究与设计    王翠茹;袁和金;许正伟;马慧敏;

汽车发动机机油性能检测仪的研究与设计    郑永真;陈挺进;陈红岩;

高速缓存优化研究与设计    高欣;刘衡竹;张波涛;

智能化系统与节能    姚艳青;杨洪涛;朱文杰;李晓霞;

常州市安全保卫三维智能化系统的设计与实现    张春敏;潘伯鸣;徐庆;

导弹贮存可靠性数据仓库的研究与设计    宋亚男;刘春和;李新俊;齐俊臣;

远程监控及智能化系统在工程机械中的应用    张新田;周继先;

偏心受压劲性钢筋砼柱(外包砼格构柱)的研究与设计    臧安民;杨宏强;陈风扬;陆小华;

基于BHO技术的数字版权保护系统的研究与设计    周国祥;陆文海;

智能化系统构成及造价的确定    孙慧英;

从“聋瞎”调度到全线畅通    

大连智能楼盘评定星级标准    王萧

京秦高速智能化安保系统投入运行    记者 王瑞军通讯员 傅春秘

通得快 管得住    陈光

EMC推出Fastrax数据传送平台    冯蔷

科技打造智能化公共交通    记者 冯劲松通讯员 张惠荣 实习生 罗璇

50岁公交追求服务市民新目标    记者 殷磊通讯员 杨锦强

智能化：何时才能真正服务到家    本报记者 孙蔚

谁来关心我们的智能化需求    许宪斌

从程式化、系统化到智能化    南华香塘伟业智能化交易中心

基于GALS的多核SoC中强鲁棒性通信接口研究    彭瑶

网络控制系统的控制器与通信协议的研究与设计    吉顺平

汽轮发电机组在线监测诊断的网络化、智能化研究    伍奎

新型X射线探测设备的探索性研究    沈扬

基于GALS NoC的异步片上通信链路技术研究    杨延飞

高性能嵌入式系统技术及应用的若干问题研究    佟吉钢

基于Multi-Agent的分布式污水处理智能化系统研究    卿晓霞

在悬索桥中再度研究设计应用板式加劲梁    徐恭义

农作物种质资源调查信息系统研究    司海平

安全协议的研究与设计    童华章

船舶节能航速智能化系统研究与设计    陈欣

基于酒店管理专业的教务管理系统的研究与设计    王赵慧

基于WSN的实时数据采集及报警系统    王博

酸洗连轧线制造执行系统（MES）的研究与设计    王小云

揭阳市气象局实时监测、预警及决策系统的研究与设计    郑继玲

电信运营商自动资源核对系统的研究与设计    朱敬坤

手持式安防工程测试仪器的研究与设计    戴延浩

航天器产品测试数据比对系统研究与设计    皇威

基于ARM的嵌入式教学实验系统的研究与设计    朱继洪

餐厅点菜系统的研究与设计    刘峰