船舶机舱环境检测系统的设计2

1、山东交通学院2012届毕业生毕业论文（设计）题目：船舶机舱环境监测系统设计院（系）别信息科学与电气工程学院专 业电气工程及其自动化班级电气081学 号080819112姓名 闫志勇指导教师 刘文江2012年4月原创声明本人闫志勇郑重声明：所呈交的论文“船舶机舱环境监测系统设计”，是本人在导师刘文江的指导下开展研究工作所取得的成果。除文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何其他个 人或集体已经发表或撰写过的研究成果，对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明 确方式标明，本人完全意识到本声明的法律后果，尊重知识产权，并愿为此承担一切法律责任。论文作者（签字）：日期：2012年4月

2、20日随着船舶制造及船舶航运业的发展，从人性化角度出发，人们越来越重视船上人 员工作及生活条件，从船舶的经济性考虑，动力设备的工作环境也至关重要。在船舶的 设计过程中，机舱环境监测系统的设计是非常重要的一个环节。不管是人员还是机器设 备的正常工作都需要适宜的环境。机舱内的动力装置正常工作，首先需要消耗一定量的新鲜空气，用于动力机械的燃 烧，其次要带走机器设备运转、燃烧产生的热量。机舱通风用以建立机舱内给定的环境 条件，如需要的舱内温度、湿度、空气流速、清洁度及空气成份等，以保证柴油机、锅 炉及焚烧炉燃烧时所必须的空气量，同时也要保证机内良好的工作环境，改善轮机人员 的工作及卫生条件。本设计是以

3、单片机(AT89S52为核心，配合温度传感器(AD590和湿度传感器 (HIH-3610)，以及相关的外围电路组成的检测系统，可以接收所测环境的温度、湿度、 光照强度和氧气含量信号，检测人员可以通过数码管显示的数据， 实时监控环境的温度 和湿度情况。所有的测量操作都可以通过主机控制软件来实现，温度、湿度、光敏和氧 气传感器得到的测量信号，经电路转换为电信号，然后通过一定的放大经过芯片 TLC549A/D专换送到单片机进行数据处理，经软件分析处理后送显示装置，并控制控制 风机的运行。本文所开发的系统具备完整的环境监测功能， 满足相关规范要求，实时性较好，能 够应用于实船。并对该系统作了一些突破以

4、往设计的优化设计，对以后船舶环境监测系 统的设计有一定的指导作用。关键词：机舱,环境，单片机,传感器AbstractWith the developme nt of shipbuild ing and ship n avigati on, pers on ally, the en vir onment of worki ng place and accommodati on place being required more and more econo mically, the working environment of power installation is more importa

5、nt, too. During the ship design, the ventilation system design is one of the important aspects of the whole design. A suitable en vir onment should be con sidered for good work ing of pers on and power in stallatio n.In order to keep the power installation work well, it will need a mount of fresh ai

6、r for the burning of engine and bring away the heat emission from the engine . Engine room ventilation system design is doing for building a special condition, such as the temperatures, humidity, air speed, the clea nli ness of the air and the eleme nt perce nt of air, to in sure the amount of air n

7、 eeded by the engine boiler and incin erator bur ning, and improve the work ing en vir onment of the work ing pers on in engine roomThe design is based on SCM (AT89C51) as the core, with a temperature sensor (AD590) and humidity sen sors (HIH-3 610), as well as the detect ion system, the peripheral

8、circuit can receive the measuredambie nt temperature, humidity, light in ten sity and oxyge n content of sig nal detect ion can be digital display data, real-time mon itori ng of en vir onmen tal temperature and humidity. All the measurement operation by the host control software to achieve the meas

9、ureme nt of temperature, humidity, photose nsitive, and oxyge n sen sor sig nal, the circuit converted into electrical signals, and then by a certain degree of amplification after the chip TLC549A / D conv ersi on to the microc on troller for data process ing evacuati on by the software analysis and

10、 processing, display devices, and control the running of the fan con trol.Have a complete en vir onmen tal mon itori ng system developed to meet the releva nt regulatory requireme nts, real-time, can be used in a real ship. And made some breakthrough desig ned to optimize the desig n of the system,

11、after the desig n of the Marine En vir onment Mon itori ng System has a guidi ng role.Key words： Cabin, Environment, Microcontroller, Sensor1绪论 11.1课题研究背景 11.2船舶机舱监测系统发展与现状 11.3本次设计的主要工作 32控制系统的方案设计 42.1系统的构成 42.2 单片机AT89S52的介绍 52.3 A/D转换器 82.3.1 主要特性 82.3.2 TLC549 工作原理 92.4温度传感器的选型 102.4.1 温度传感器主要特

12、性 102.4.2 AD590的工作原理 112.4.3 电路设计 112.5湿度传感器的选型 122.5.1湿度传感器的选择 122.5.2 HIH3610 主要特性 132.6光电器件的种类与选择 152.6.1光电器件的选择 152.6.2光照度采集电路的组成与原理 152.7气体传感器的选择 162.8机舱通风系统的选型 163系统的硬件设计和连接 203.1主控模块 203.2显示模块 203.3 A / D转换模块 213.4温度和湿度采集模块 213.5光照度采集电路的设计 213.5.1光照度采集电路的设计 213.5.2光照度采集试验与分析 223.6继电器控制电路 233.

13、7 TLC549与AT89S52的接口电路设计 243.8键盘设计 243.9输出驱动的设计 253.10电源电路的设计 263.11报警电路设 274系统软件方案的设计 284.1 程序流程图 284.1.1温湿度主程序流程图 294.1.2报警器流程图 304.1.3 A/D转换子程序流程图 304.1.4键盘中断流程图 314.2上位机软件设计 32结论 34致谢 35参考文献 36附录 371.1课题研究背景我国的水路运输具有投资少、见效快、运价低的特点，因此一直以来它都是重要的 交通方式之一，在国名经济的发展中起到很重要的作用 。船舶机舱监控系统是对机舱 重要设备的运行状态和安全参数

14、进行监测， 对值班人员和管理者声光提示，及时决策设 备管理措施，保证设备系统或者人员安全的重要系统。因此实时、准确地了解船舶机舱环境动态信息显得尤为重要，特别是一下几个方面：（1）船舶机舱环境气体含量的监测，特别是氧气含量是否达到人体适合进入的最 低标准，保证工作人员的安全。（2）船舶机舱温度和湿度的监测，保障船舶设备的正常运行。（3）船舶机舱光线的监测，尤其是在恶劣天气和晚上等光线不足的情况下保证机 舱光线充足，工作人员正常工作。以往的船舶监测系统，都是通过传统的人工现场监控来获得船舶机舱环境动态信 息，而且不能保证工作人员的安全。通过以往检测系统的实时性不高、操作不方便，不 利于管理。因此

15、有必要研究一种远程监测技术。另外，船舶机舱内的工作环境是最为恶劣的， 船舶机舱内的通风条件也直接影响到 船员的身体状况和工作效率。按中国船级社对船舶动力装置的控制形式的规定，分为机 舱有人值班、周期无人值班和集控室有人值班三种，尤其是机舱有人值班时，合适的机舱通风可以提供人更多的新鲜空气量， 降低机舱温度，通过机舱通风管道的合理布置适 当地降低机舱内的噪声，提高人员的工作环境标准。机舱通风用以建立机舱内给定的环 境条件，如需要的舱内温度、湿度、空气流速、清洁度及空气成份等，以保证柴油机、 锅炉及焚烧炉燃烧时所必须的空气量，同时也要保证机内良好的工作环境，改善轮机人 员的工作及卫生条件。随着计算机与网络技术的发展，船舶机舱监测系统得到了飞速发展，无线网络技术 已经逐步被应用到远程监控系统之中，通过无线网络技术将现场设备采集的数据传输