论文无线数据采集系统在海事管理中的应用，本文是数据采集类本科论文范文和数据采集系统和海事管理和无线有关参考文献格式范文.
摘 要：本文提出了一种基于无线传输的数据采集系统在海事通信中的应用方案.该系统由主控机和采集机两大部分组成,采集机实现数据采集并提供无线通信接口,主控机用于接收数据和总体调控.无线传输可以有效避免海洋环境的干扰,相比于传统电缆传输,其拥有布局简单,成本低等特点.同时该系统可广泛应用于工业控制、仪器、仪表、机电一体化等诸多领域.
关键词：无线传输 数据采集 海事应用
中图分类号：TD679 文献标志码： B
随着我国海事管理信息化程序的不断增强,对新技术的需要也逐步增大,在所有海事活动中,精确的数据采集与可靠的通信必然是工作的重中之重.精确的数据采集可以最大程度了解周围的实际环境,同时可靠的数据传输可以使控制台实时监控当前情况,尤其是在环境相对复杂的海事活动中.数据采集系统的运行不公提高了船舶的航行安全,同时也可以记录船舶的动态数据,船位、航向等,为海事执法提供了最为客观、直接的证据.一旦发生事故,可以将这些数据采集出来,并进行回放,从而为事故的分析提供最为直接的证据.
无线数据传输由于其范围广,传输稳定等特点,完全可应用于海线管理中,实现数据进行实时监控,从而在发生事故的第一时间作出处理方案.此类系统采用了大规模集成电路技术、DSP技术、网络数据传输技术、抗干扰技术等,在线路的设计与器件选择中以较大的环境适应性为依据,确保了设备的运行可靠.
1．设计方案
系统结构如图1所示.系统主要由两个部分组成,采集机与主控机,一台主控机可搭载多台采集机.采集机采用可单片机作为主控器,一方面通过挂接的各种传感器实时采集数据,另一方面通过无线传输模块与主控机交换数据.主控机采用DSP作为主控制器,其主要功能是向采集机发送命令,接收采集机传输的数据并分析、监控等.
根据系统需求,选择合适的无线数据传输模块相当重要.本方案选用的无线传输模块为工业级nRF24L01低功耗长距离无线传输方案,其广泛地运用在车辆监控、遥控、遥测、小型无线网络、无线抄表、门禁系统、小区传呼、工业数据采集系统、无线标签、身份识别、非接触RF智能卡、小型无线数据终端、安全防火系统、无线遥控系统、生物信号采集、水文气象监控、机器人控制、无线232数据通信、无线485/422数据通信、数字音频、数字图像传输等领域中.类似蓝牙的解决方案,相较蓝牙技术,经我们实际测试,nRF24L01的优势在于低功耗,且建连速度要快很多,很多情况下亦可轻松建立连接传送数据.从各个方面来考虑,n R F4 01集成度比较高,实际问题上研究起来省去了很多不必要的麻烦,芯片内部集成的高频发射、高频接收、PLL合成、FSK 调制、FSK解调、多频道切换等功能,我们可以通过软件将其实现的更好.
在传感器方面,可以根据实际需要来挂接不同类型的传感器,像常用的温度、压力、温度等.鉴于海事活动的特殊性,配置GPS全球定位系统是十分有必要的.由GPS设备采集得到船位信息可以通过处理船舶航迹线,将某一海域内所有船舶的航迹线显示在一个画面上就可以对航道进行整体的交通设计等,这可以被看作是对船舶自动识别系统交通流设计功能的有益补充.
2．硬件电路设计方案
无线数据采集系统硬件设计包括主控机和采集机两部分,采集机的设计重点是如何挂接多种类型的传感器以及基于nRF24L01模块的无线数据上传.采集机主要由主控制器、传感器接口、无线传输模块组成,单片机主要完成数据的采集,并接收主控机的命令,并通过无线传输模块向主控机发送各类数据.
主控机主要由主控制器、无线接收模块组成.主控制器主要负责向采集机发送命令,接收数据,并实现监控、分析数据、发出警报等,并可通过串口或USB与PC机配接.
3．系统软件设计
软件包括采集机和主控机两部分.由于本系统包括多个采集机,它们都要向主控机发送数据,因此必须严格控制每台采集机向主控机发送数据的时间,避免数据的混乱.因此,本系统采用了轮询机制,假设整个系统包括N台采集机,则由主控机循环发出命令,命令帧格式：“主控机编号（1- N）+发送数据请求”,循环次数为N.接收工作则全部通过中断函数处理,以提高系统的实时性.采集机初始化后处于接收状态,当接收到主机发出的命令且命令中包含的编号信息与本机一致时,采集机置发送状态,向主控机发送温度数据.图2给出了无线数据采集系统主控机与采集机工作流程图.
4．结语
本文提出了一种基于无线传输的数据采集系统在海事管理中的应用设计方案,通过简单的无线通信协议,实现可靠性与功耗平衡.低功耗、实时性无线数据采集与传输是该设计的最大特点,在海事活动等诸多领域具有很高的实用价值.
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