船舶油污監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及數(shù)據(jù)壓縮算法的應(yīng)用研究.pdf

1、在海洋以及長(zhǎng)江內(nèi)河流域，船舶含油污水的排放給長(zhǎng)江水域帶來(lái)嚴(yán)重的污染和破壞，危害了人體的健康和社會(huì)的公共利益。因此，如何監(jiān)督船舶油污排放是當(dāng)前的一個(gè)重要課題。為了適應(yīng)國(guó)際海事組織《73/78防污公約》規(guī)定的排放要求，設(shè)計(jì)一套可以實(shí)時(shí)地監(jiān)控并且記錄下船舶油水分離器排放的情況的船舶油污排放監(jiān)控系統(tǒng)十分必要，方便海事人員了解船舶油污排放的情況。
　　 由于船舶在航行時(shí)無(wú)法實(shí)時(shí)有效地上船監(jiān)視其油污排放情況，只能記錄下油水分離器每次排放的時(shí)

2、間以及濃度指標(biāo)，以供海事人員查驗(yàn)。本文在此思路的指引下設(shè)計(jì)了一種基于射頻IC卡技術(shù)的油污排放監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)以單片機(jī)為主控芯片，并且研究了一套數(shù)據(jù)壓縮算法以解決IC卡存儲(chǔ)容量小的弊端。本監(jiān)測(cè)終端主要由三部分組成：以51單片機(jī)為核心的主控單元、射頻卡讀寫(xiě)模塊以及以FPGA器件為核心的數(shù)據(jù)壓縮系統(tǒng)。射頻卡讀寫(xiě)模塊采用的是PHILIPS公司最新生產(chǎn)的讀卡芯片MF RC500，用來(lái)與射頻IC進(jìn)行無(wú)線通信，主控單元主要采集和管理傳感器數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)壓

3、縮系統(tǒng)則對(duì)采集來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮編碼處理。
　　 本課題研究的是一種基于FPGA的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)無(wú)損壓縮系統(tǒng)，算法采用LZW算法。首先通過(guò)對(duì)比分析常用數(shù)據(jù)無(wú)損壓縮算法的特點(diǎn)得出LZW算法在實(shí)時(shí)性、實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度、所需的存儲(chǔ)容量、算法的壓縮效果和適用的場(chǎng)合方面都有不錯(cuò)的特點(diǎn)，因此以它作為硬件實(shí)現(xiàn)的算法。本設(shè)計(jì)采用QUARTUSⅡ?yàn)镕PGA器件軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)，采用Verilog+原理圖的混合輸入方式進(jìn)行層次化描述。
　　 論文的具體研究工

4、作可以概括為以下幾個(gè)方面：
　　 (1)根據(jù)油污排放監(jiān)控系統(tǒng)的機(jī)理，完成了監(jiān)控系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)、IC卡讀寫(xiě)模塊選型、數(shù)據(jù)壓縮算法選擇、各個(gè)功能芯片的選型與應(yīng)用。
　　 (2)按照EDA設(shè)計(jì)方法，完成監(jiān)控系統(tǒng)各個(gè)硬件模塊的設(shè)計(jì)，包括電路原理圖的設(shè)計(jì)，PCB的制作等，并且在選型設(shè)計(jì)的過(guò)程中充分考慮了降成本降功耗技術(shù)，并對(duì)電路進(jìn)行了測(cè)試和實(shí)驗(yàn)。
　　 (3)利用軟件工程結(jié)構(gòu)化的設(shè)計(jì)方法，完成了監(jiān)控系統(tǒng)的總體軟件的設(shè)計(jì)，基本