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时间:2018-04-13
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1、新型遥控遥测航标灯 Fudan CS Lab.新型遥控遥测航标灯1.项目背景:水路航运系统是运输系统中很重要的一部分,而航道的正确标识是船舶航运安全的重要保障。在我们长达数千公里的河道和海岸沿线,每隔一定距离就必须有一个航标灯,用来指示航道的安全水位区域。以前的航标灯是独立分布的,从被放置后,就独自运行。为了检查航标灯是否运转正常,必须定期的派人去现场巡查。由于距离遥远,需要检查的地点很多,所以经常要派一些船只和人员不断的巡视。因为事先不知道航标灯的情况,对航标灯的巡视维护缺乏目的性,有
2、时一个航标灯的维护和更换器件需要一个来回。这样不但准确性不好,而且船只和人员的开销费用都很大。为了能及时地了解各航标灯的工作状态和工作正常与否,以便有针对性地对出现故障的航标灯进行维护,我们需要一个新的航标灯,这个航标灯能用无线通信方式(GSM或VHF)远程向中心站报告自己的状态,根据这些状态信息,中心站可以做出是否需要派人进行维护及如何维护的决定。航标灯应该有一定的自检功能,在出现故障的情况下能及时向中心站发出报警信息,并且能重新启动以便从故障环节中跳出来,能最大限度的保证航标灯的正常工作。为了在某些情况下能改变灯的灯质
3、(灯的闪亮规律)和其他运行参数,以及对中心站的其他控制做出响应,航标灯应能够执行中心站发来的控制命令。由于海外的环境恶劣,有时航标灯会脱离固定的位置,航标灯应该有定位装置(GPS),能够检测到漂移的出现,并及时向中心站报警。中心站知道了航标灯的位置,就不必大范围的搜索而是能根据位置信息直接找到漂移的航标灯。另外,由于航标灯的能量供给是独立的和有限的,为了延长其持续的工作时间,采用了白天太阳能电池充电和蓄电池蓄电相结合,晚上用蓄电池供电的方式。所以尽量降低功耗对增加航标灯的使用期限十分重要。17新型遥控遥测航标灯
4、 Fudan CS Lab.2.项目所实现的功能:基于以上的考虑,本项目就是实现以上设想,设计一个能够进行远程遥控遥测的新型航标灯。航标灯可采集的参数:1)电流模拟输入量:l太阳能电池充电电流l电池供电电流l航标灯工作电流2)电压模拟输入量:l太阳能电池充电电压l蓄电池电压l航标灯工作电压3)光传感器输入:l日光值,并以此判别白天和晚上航标灯可以执行的遥控命令:1.航标灯参数召测。2.航标灯强制开/强制关/光阀控制,三种运行状态之间互相切换。3.更改航标灯灯质(灯质就是灯的闪亮规律)。4.设置通信机
5、(VHF或GSM)定时启动时间点。5.设置航标灯电流、电压的预警、报警门限,包括上限下限。6.时间校正同步:统一各航标灯的时间计数值,包括年月日。7.数据中继:可向邻近的航标灯转发控制命令或其他数据。8.遥控充电开关(配充电控制器)。9.遥控更换灯泡(配智能化灯器)。10.其他的扩展功能。航标灯自身的控制功能:1.接收和执行中心站的遥测遥控命令。2.依灯质控制航标的亮和灭。17新型遥控遥测航标灯 Fudan CS Lab.1.增加、修改灯质表项。2.航标灯参数采集。3.数据的初步处理和异
6、常检测,包括采样数据的整定,以及同设定的阀值进行比较检查是否出现异常情况。4.数据校验码(CRC)生成。5.数据报文生成和即时发送。6.航标遥测遥控点故障自动报警。7.电源欠压过压自动报警。8.灯质异常报警。9.自动发送报警信号,并附采集的最新参数,以供中心站进行故障判断决策。10.设置硬件看门狗(watchdog),程序具有自恢复功能。11.休眠模式与正常状态的自动切换。12.航标灯当前设置的自动记录与永久保存(写入FLASH)。13.通信机类型的自动检测,判断是GSM还是VHF或者没有通信机,并根据此判断采用不同的通信
7、控制方式和协议。14.全球定位(GPS)模块的自动检测与配置。17新型遥控遥测航标灯 Fudan CS Lab.二.系统框图1.航标灯远程遥控遥测系统框图控制台航标灯N中继GSM或VHF通信航标灯1服务器打印机图一航标灯远程遥控遥测系统框图注:此图是整个航标灯远程遥控遥测系统框图,它揭示了整个系统的工作情况即:服务器定时查询每个航标灯,每个航标灯都有互不相同的灯号,航标灯接收到灯号为自身的查询命令后就把数据传送到服务器,服务器根据这些数据来了解航标灯的当前工作状态,并做出合理的操作。本项
8、目要实现的设计是航标灯,即图中的”航标灯1”到”航标灯N”17新型遥控遥测航标灯 Fudan CS Lab.的部分。2.航标灯架构框图RTU12V5V3.3VGND电源VHF模块GSM模块换泡机GPS定位模块A/D采样图二航标灯架构航标灯包括以MC68HC908SR1
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