基于北斗的船舶监控系统设计与开发.pdf

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1、学校代码：10264研究生学号：M150650747上海海洋大学硕士学位论文题目：基于北斗的船舶监控系统设计与开发Designanddevelopmentofvessel英文题目：monitoringsystembasedonBeidou专业：机械工程研究方向：机电一体化姓名：蔡陈玉指导教师：崔秀芳二O一八年五月三十日上海海洋大学学位论文原创性声明本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经明确注明和引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品及成果的内

2、容。论文为本人亲自撰写，我对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日上海海洋大学学位论文版权使用授权书学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权上海海洋大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本版权书。本学位论文属于不保密□学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日上海海洋大学硕士学位论文答辩委员会

3、成员名单姓名工作单位职称备注施伟峰上海海事大学教授主席付东翔上海理工大学副教授委员上海启腾电气股周永捷高级工程师委员份有限公司金光哲上海海洋大学讲师秘书答辩地点工程学院308答辩日期2018.5.24上海海洋大学硕士学位论文基于北斗的船舶监控系统设计与开发摘要我国不仅有广阔的陆地面积，还有十分辽阔的海域面积，尽管海域面积仅有陆地面积的1/3，但其面积值也以达到了300万平方公里。辽阔的海域致使我国的海上交通具有航行范围广、船舶的密度高以及流量大等特点。由于陆地资源有限，使得大家将目光转向对海洋资源的开发，我国的经济结构也转向对海洋经济的发展，越来越多的人

4、员参与到海洋事业中。由于海洋环境具有的多变的特点，使得海洋生产工作具有一定的危险性，并且海上事故的发生具有灾难性以及突发性的特点。很多海上事故发生后由于不能准确的确定遇险船舶的位置，使得船舶上工作人员的生命和财产安全得到保障，所以急需建立一个船舶监控管理系统。该系统能够实现对船舶位置的精确定位，当岸上监控中心收到船舶的报警信号后，能通过该系统对船舶位置进行查询，并且通过该系统能够查询船舶航行时的一些实时参数，便于岸上监控中心日常对船舶的监管。北斗卫星导航系统作为我国自主研发的卫星导航技术，自从2012年其正式运营以来，在各领域的发展极其迅猛，其特有的短报

5、文通信功能与精准的定位导航技术相结合为船舶航行领域提供了极大的便利和安全保障。目前，航海领域使用的较多的导航和通信方式为：美国的GPS和海事卫星，依照北斗的发展趋势，北斗终将取代他们并在中国境内广泛使用。基于此，本文设计与开发了一种基于北斗的船舶监控系统。本设计主要包含两大部分，一是对船载装置的设计，该部分采用的是基于ARMCortex-M3为内核的STM32F4作为整个船载硬件系统的核心模块，北斗定位模块、以及北斗天线模块都是通过RS232串口与其进行连接的，中央处理单元（STM32F4）可对船舶的位置信息及一些基本数据进行处理、打包、封装，并且能够响

6、应岸上监控中心的指令，然后将处理好的信息返回给岸上监控平台。本设计选用了UM220-IIIN型定位导航芯片、数据采集模块以及三模一体用户机来实现对数据的获取以及传输，对于船载装置的软件开发使用KeiluVision，进行对这部分功能实现的程序编写。二是对岸上监控平台的软件设计与开发，系统的开发环境是VisualC++，在桌面上开发出基于C/S架构的应用程序，主要能够实现对船舶的位置以及航行时的一些参数信息进行实时的监控和管理。整个系统的充分利用了I上海海洋大学硕士学位论文北斗卫星的定位功能和其短报文通信功能。最后，通过对硬件模块下载软件程序实现硬件模块的

7、正常运作，硬件模块的各部分能实现其功能，硬件模块返回的数据也能在监控界面上显示，该监控系统能满足设计的基本要求。关键词：北斗卫星导航系统；监控系统；硬件设计；软件设计II上海海洋大学硕士学位论文DesignanddevelopmentofvesselmonitoringsystembasedonBeidouABSTRACTChinanotonlyhasavastlandarea,butalsohasavastareaofseaarea.Althoughtheareaoftheseaareaisonlyone-thirdofthelandarea,itsa

8、reaisalsoupto3millionsquarekilometers.Th