航標遙測遙控終端的設計與實現(xiàn).pdf

1、內(nèi)河水運在當今交通運輸中的角色不再如往日般重要，隨著整個運輸行業(yè)負擔的加重，振興水道航運刻不容緩。我國“十二五”發(fā)展計劃提出建立信息數(shù)字化、反應快速化的航標系統(tǒng)，對長江干線的航標建設投資達到5.13億元。面對國內(nèi)的巨大市場，各相關企業(yè)著力研發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的航標系統(tǒng)，本論文亦來源于此課題。
　　國外發(fā)達國家的航標遙測遙控終端已有多年發(fā)展歷史，AIS、GSM/GPRS等無線通信技術已經(jīng)成熟的運用于航標系統(tǒng)。美國航標當前專注于功能細

2、化，為實際復雜的航道設計定制航標；日本為本國船只強制安裝AIS系統(tǒng)，并搭建了范圍廣、信號強的AIS網(wǎng)絡。國內(nèi)航標技術于近十年迅速發(fā)展，相關企業(yè)有福州閩郵吉星、上海煒實航標、背景南航天等航標研發(fā)公司，其中以福州閩郵吉星公司的技術水平最為成熟。
　　本文著重于航標終端的硬件實現(xiàn)，解決了如下關鍵問題：
　　（1）為適應蓄電池寬電壓輸入，搭建了電源切換和高效率的電源轉(zhuǎn)換電路；
　?。?）搭建太陽能充電電路，并通過最大功率點跟蹤

3、算法實現(xiàn)高效率充電；
　　（3）設計485串口切換模塊，使MCU能控制多路485串口的選通；
　　（4）通過改進燈質(zhì)采集算法提高了采集容錯率，解決在實際應用中遇到的因電磁干擾導致無法采集到正確燈質(zhì)的問題；
　　本次航標遙測遙控終端設計難點在于根據(jù)設計需求完成對寬電源電壓輸入的轉(zhuǎn)換，對航標蓄電池太陽能充電系統(tǒng)的設計，對AIS和GSM/GPRS等模塊的實現(xiàn)，同時為了節(jié)省成本，將全步使用分立元件搭建電路。設計還實現(xiàn)了紅外通信

4、模塊、天線制作、485串口切換模塊，并在本文附錄展示了航標終端的數(shù)字電源板、遙測遙控板、數(shù)據(jù)采集板的PCB。
　　通過對各模塊的設計制作和關鍵軟件算法的改進，成功實現(xiàn)并制作出了航標遙測遙控終端,即數(shù)字電源板、遙測遙控板、AIS發(fā)射板、數(shù)據(jù)采集板。航標終端終端成功通過了功能性能、環(huán)境適應性、電磁兼容性測試。經(jīng)過實地安裝和測試，該系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，蓄電池和航標燈的電流采集精度達到0.1A，電壓采集精度達到0.1V,AIS發(fā)射成功率高達85