高精度船用液位巡檢系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著船舶自動化水平的提高和我國造船業(yè)的迅速發(fā)展，船舶配套設備的市場需求日益增長，本文根據(jù)市場需求，設計了一種適用于中小型船舶的高精度液位巡檢系統(tǒng)。系統(tǒng)由磁致伸縮液位傳感器、16路智能巡檢儀和上位機三大部分組成，可對16個液體艙的液位進行實時、高精度、遠距離監(jiān)測，具備超限報警功能，當被測液體艙的液位超過報警值時，系統(tǒng)能及時發(fā)出警報，以保證船舶的航行安全。 高精度液位測量是本系統(tǒng)的要點和難點，本文分析了海浪的特點及海浪對系統(tǒng)液位測量

2、精度的影響，通過比較分析現(xiàn)有的各種海浪濾波方法，選用了適用于非線性、非穩(wěn)定系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方法一經(jīng)驗模態(tài)分解法對采樣數(shù)據(jù)進行海浪濾波處理，以實現(xiàn)高精度液位測量。仿真結(jié)果表明，經(jīng)驗模態(tài)分解法可有效濾除海浪干擾，分解后的趨勢項與實際液位非常接近，大大降低系統(tǒng)測量誤差，提高液位的測量精度。當然，高精度液位測量的前提是要準確測量液體液位，系統(tǒng)選用高精度的液位傳感器--磁致伸縮液位傳感器測量液體艙的液位。 系統(tǒng)移植了專門用于51系列單片機的

3、嵌入式實時操作系統(tǒng)Sma，llRTOS51。移植操作系統(tǒng)，可將應用分解成多任務，各個任務之間合理地分配CPU的時間和系統(tǒng)資源，簡化系統(tǒng)軟件設計；可提高系統(tǒng)的實時性，使其接近理論上能達到的最好水平；良好的多任務設計，有助于提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性。文中對操作系統(tǒng)的移植、驅(qū)動程序的編寫和應用程序的實現(xiàn)作了較詳細的論述。 16路智能巡檢儀是本設計的重點，文中詳細討論了智能巡檢儀的設計方法。根據(jù)系統(tǒng)功能需求，綜合考慮系統(tǒng)穩(wěn)定性、實用性和

4、系統(tǒng)資源合理利用等因素，選擇華邦公司的W78E516單片機作為主CPU，軟件設計中移植嵌入式實時操作系統(tǒng)SmallRTOS51。船用智能巡檢儀可巡回檢測16路4～20mA信號，具有液晶顯示、報警和485通訊等功能，可集中、遠程監(jiān)測被測艙的液位，符合船舶自動化的發(fā)展趨勢，具有實用性強，可靠性高等特點。 選用Windows下的可視化編程語言VisualBasic為上位機編程語言。上位機主要實現(xiàn)與下位機通訊，采用經(jīng)驗模態(tài)分解法對采樣數(shù)