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航标无线监控系统及其软硬件设计
资料介绍
航标是航道的基础助航设施,直接影响船舶的航行安全.但航标的传统管理模式落后,已经无法适应日益繁忙的航道运输所提出的高质量安全航行的需求.该论文结合内河航道航标管理的实际情况,设计出一种适合内河航道使用的经济、可靠的航标无线监控系统.系统由控制中心和监控终端组成,自动监控航标的运行参数和位置信息,帮助航道管理部门快速地掌握航标的工作状态,及时发现航标的故障,提高航标的可靠性,增强航道运输的安全.在设计过程中,对系统使用的计算机技术、GSM通信技术、GPS定位技术、检测技术和能源技术等进行了深入的研究.在全面分析航标监控系统功能需求的基础上,给出了系统的总体结构,划分系统的功能模块,完成模块之间的通讯接口设计.控制中心和监控终端使用GSM通信模块接入公用移动通信网络.文中详细剖析了GSM短信息的PDU数据格式,设计了Unicode编码与7位编码的编码和解码、PDU报文的组装和拆卸等底层通信程序,通过串行口使用AT命令控制GSM模块收发短信息和拨号,完成系统的通信.选用GPS接收机采集航标的位置信息,通过大量的实验总结出GPS定位数据的统计规律,使用简单的适合单片机使用的复合数字滤波法优化定位数据,有效提高定位精度,并根据优化结果,采用垂直扫描线算法判别航标的位置状态.以LM339电压比较器为核心,结合光传感器、逻辑电路等,设计出参数检测电路,监测航标灯的电源电压、工作电流等工作参数.在Visual Basic 6.0集成开发环境中,运用可视化设计工具和TTS语音合成技术开发出友好的人机交互界面.通过直观的航标轨迹分析图详细地显示航标的漂移轨迹和位置信息,为航标管理人员提供有力的决策支持;使用多种报警方式,可靠地向航标管理人员快速传递警报信息.该监控系统还可以提高航标的管理效率,降低航标的维护费用,减轻航标管理人员的劳动强度,并实现航标信息的共享.
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