基于WSN與CAN總線的船舶液艙監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)研究.pdf

1、船舶液艙遙測(cè)系統(tǒng)是船舶自動(dòng)化控制的重要組成部分,通過(guò)對(duì)液艙內(nèi)的液位、溫度、氣體壓力和液貨密度等重要參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集,監(jiān)測(cè)船舶壓載艙、燃油艙、淡水艙及船舶吃水狀態(tài)等,對(duì)液貨管理、船舶穩(wěn)性分析以及船舶航行安全有著重要意義。工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)通信和傳感器技術(shù)是液艙遙測(cè)技術(shù)的關(guān)鍵,液艙遙測(cè)系統(tǒng)的發(fā)展與計(jì)算機(jī)信息自動(dòng)化的應(yīng)用有著密切關(guān)系。
　　 根據(jù)船舶液艙監(jiān)測(cè)的應(yīng)用特點(diǎn),本文首先總結(jié)了傳統(tǒng)液艙監(jiān)測(cè)通信網(wǎng)絡(luò)(如RS485總線等)的不足,然后結(jié)

2、合WSN與CAN總線技術(shù)的發(fā)展及其目前在船舶機(jī)艙等領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀,提出了基于二者的混合型監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)思路,將有線和無(wú)線兩種網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)應(yīng)用于船舶液艙監(jiān)測(cè)。該設(shè)計(jì)從整體架構(gòu)出發(fā),提出監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)的硬件解決方案,完成網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)和傳感器節(jié)點(diǎn)的硬件設(shè)計(jì)和軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)編寫(xiě);系統(tǒng)設(shè)計(jì)中選用AT89S51、SJA1000和CC2430等主流芯片。根據(jù)整體設(shè)計(jì),主要解決了ZigBee網(wǎng)絡(luò)與CAN總線的協(xié)議轉(zhuǎn)換和物理連接,底層傳感器節(jié)點(diǎn)的無(wú)線組網(wǎng)和管理,以

3、及船舶液艙的傳感器選型和布置等問(wèn)題,專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)了用于無(wú)線節(jié)點(diǎn)之間ZigBee協(xié)議應(yīng)用層通信的幀結(jié)構(gòu)。
　　 通過(guò)在實(shí)驗(yàn)室條件下搭建測(cè)試平臺(tái),進(jìn)行了無(wú)線節(jié)點(diǎn)之間的點(diǎn)到點(diǎn)通信距離測(cè)試,以及傳感器節(jié)點(diǎn)與上位機(jī)通信的綜合測(cè)試,證明該混合型監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的正確性和可行性?；赪SN與CAN總線的混合型監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)能更好的完成對(duì)船舶液艙的監(jiān)測(cè),安裝靈活易于維護(hù),并與其他類(lèi)型的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具有較高的兼容性和可移植性,對(duì)于提高船舶自動(dòng)化水平和研究物聯(lián)網(wǎng)在船