航標(biāo)遙測(cè)遙控終端的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、內(nèi)河水運(yùn)在當(dāng)今交通運(yùn)輸中的角色不再如往日般重要，隨著整個(gè)運(yùn)輸行業(yè)負(fù)擔(dān)的加重，振興水道航運(yùn)刻不容緩。我國(guó)“十二五”發(fā)展計(jì)劃提出建立信息數(shù)字化、反應(yīng)快速化的航標(biāo)系統(tǒng)，對(duì)長(zhǎng)江干線的航標(biāo)建設(shè)投資達(dá)到5.13億元。面對(duì)國(guó)內(nèi)的巨大市場(chǎng)，各相關(guān)企業(yè)著力研發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的航標(biāo)系統(tǒng)，本論文亦來(lái)源于此課題。
　　國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的航標(biāo)遙測(cè)遙控終端已有多年發(fā)展歷史，AIS、GSM/GPRS等無(wú)線通信技術(shù)已經(jīng)成熟的運(yùn)用于航標(biāo)系統(tǒng)。美國(guó)航標(biāo)當(dāng)前專注于功能細(xì)

2、化，為實(shí)際復(fù)雜的航道設(shè)計(jì)定制航標(biāo)；日本為本國(guó)船只強(qiáng)制安裝AIS系統(tǒng)，并搭建了范圍廣、信號(hào)強(qiáng)的AIS網(wǎng)絡(luò)。國(guó)內(nèi)航標(biāo)技術(shù)于近十年迅速發(fā)展，相關(guān)企業(yè)有福州閩郵吉星、上海煒實(shí)航標(biāo)、背景南航天等航標(biāo)研發(fā)公司，其中以福州閩郵吉星公司的技術(shù)水平最為成熟。
　　本文著重于航標(biāo)終端的硬件實(shí)現(xiàn)，解決了如下關(guān)鍵問(wèn)題：
　?。?）為適應(yīng)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(yáng)能充電電路，并通過(guò)最大功率點(diǎn)跟蹤

3、算法實(shí)現(xiàn)高效率充電；
　?。?）設(shè)計(jì)485串口切換模塊，使MCU能控制多路485串口的選通；
　?。?）通過(guò)改進(jìn)燈質(zhì)采集算法提高了采集容錯(cuò)率，解決在實(shí)際應(yīng)用中遇到的因電磁干擾導(dǎo)致無(wú)法采集到正確燈質(zhì)的問(wèn)題；
　　本次航標(biāo)遙測(cè)遙控終端設(shè)計(jì)難點(diǎn)在于根據(jù)設(shè)計(jì)需求完成對(duì)寬電源電壓輸入的轉(zhuǎn)換，對(duì)航標(biāo)蓄電池太陽(yáng)能充電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，對(duì)AIS和GSM/GPRS等模塊的實(shí)現(xiàn)，同時(shí)為了節(jié)省成本，將全步使用分立元件搭建電路。設(shè)計(jì)還實(shí)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(biāo)終端的數(shù)字電源板、遙測(cè)遙控板、數(shù)據(jù)采集板的PCB。
　　通過(guò)對(duì)各模塊的設(shè)計(jì)制作和關(guān)鍵軟件算法的改進(jìn)，成功實(shí)現(xiàn)并制作出了航標(biāo)遙測(cè)遙控終端,即數(shù)字電源板、遙測(cè)遙控板、AIS發(fā)射板、數(shù)據(jù)采集板。航標(biāo)終端終端成功通過(guò)了功能性能、環(huán)境適應(yīng)性、電磁兼容性測(cè)試。經(jīng)過(guò)實(shí)地安裝和測(cè)試，該系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，蓄電池和航標(biāo)燈的電流采集精度達(dá)到0.1A，電壓采集精度達(dá)到0.1V,AIS發(fā)射成功率高達(dá)85