单片机在船舶油水分离器监控技术的应用

1、单片机在船舶油水分离器监控技术的应用摘要:人为故意排放船舶舱底污水是造成海洋环境污染的最主要的污染源之一，为了制止人为故意排放船舶舱底污水，本文研究了一种新的油水分离器监控技术，即单片机的船舶油水分离器监控技术上的应用。该技术将单片机强大的数据采集记录功能应用于海船油水分离器的监控。在油水分离器运行时采集油水分离器的启动和停止时间、油份浓度、出海阀流量等参数，PSC检查人员可以在现场查验并通过U盘把数据从系统中拷贝带走。为查处违规船舶提供强有力理论依据和为海洋的更清洁提供了有力的保障。关键词:油水分离器单片机GPS全球定位系统流量传感器上位机串口传输海洋占地球表面积的71%,是孕育生命的摇篮。

2、海洋在为人类发展提供丰富资源的同时，也为人类提供了最为经济的运输环境。海洋运输成本低，运输量大，是世界各国人民经济、文化交流的最主要手段。但是随着船舶的数量和总吨位大幅度增加，船舶对海洋所排放的各类有害物质也日渐增多，严重威胁海洋的生态环境，其中因船舶运营造成的海洋石油污染是船舶污染海洋的最主要形式。为保护海洋环境，防止油污染，IMO制定了MARPOL73/78海洋防污染公约，该公约附则I规定船舶机舱水必须经油水分离器处理才能向海洋排放。但目前对于油水分离器的监控存在很大的缺陷，许多船员通过各类手段将未经处理的舱底污油水直接排放到海洋。因此，亟需一种有效的船舶油水分离器监控装置，来提高PSC检

3、查效果，增强船员环保意识，从而更好地保护海洋环境。1方案与原理介绍1.1系统原理介绍该系统为船舶油水分离器运行监控系统，以流量传感器、GPS、开关传感器等为基础，以单片机（STC5A60S2）为核心，以上位机作为终端。传感器传送信号到单片机中，然后经过单片机对信号进行处理，最终单片机通过串口把信号传送到上位机中，并在上位机中储存信号（记录）。1.2设计方案（如图1）系统的具体工作流程为:（1）当油水分离器启动时，开关传感器作用，发送信号给单片机，唤醒单片机和其他传感器，同时监控系统自动把油水分离器的启动时间记录下来。（2）在油水分离器运行过程中，通过数据采集单元获得信号，再通过单片机对这些信号

4、的进行处理，然后再把信号传给上位机储存和显示器显示。（3）当油水分离器运行结束时，开关传感器作用，让监控系统自动记录停止时间，同时使单片机和其他传感器进入休眠状态。1.3所用器件介绍单片机:STC5A60S2双串口单片机，用于系统信号的处理与转换和传输数据给上位机。GPS:SIRF3IIIGPS模块用于读取时间、精读、纬度、航速等信号。显示器：液晶显示器，用于显示我们采集的信号。上位机:运用VC中的MFC通过计算机编程的软件。用于接收单片机（下位机）传输的数据和进行数据的储存。流量传感器:YF-S201流量传感器，用于流量数据的采集。2电路及其硬件设计2.1单片机的电路设计STC5A60S2一

5、共有40个引脚，其中第40引脚和第20引脚分别是直流电源的正级和负极，其电源电压为3.75V。第10引脚和11引脚分别是串口通信的RXD和TXD（接上位机RXD）,第18引脚和19引脚接晶振，剩下的四组引脚P0（3932）、P1（17）、P2（2128）、P3（1017）就是需要用的IO口（用来读取传感器采集的信号）。2.2GPS的电路设计SIRF3IIIGPS模块有四个引脚，分别是TXD（接单片机RXD）与RXD,电源正极与电源负极，电源为直流电源5V。一旦供电,GPS的TXD会自动给单片机的RXD发送信号,然后通过单片机的信号处理和解码，得到数据。2.3流量传感器的电路设计YF-S201流

6、量传感器一共有三根接线，红色为电源正极，黑色为电源负极，黄色为信号线（与单片机10口连接）。电源电压为5V,旦供电,黄色的信号线会根据水流速的大小给出与流速相关的脉冲数传给单片机10口。如图2为硬件组装和数据显示。3程序设计3.1单片机程序设计单片机STC5A60S2上电后使整个系统初始化，然后进入主程序,主程序是一个循环体，单片机分别校验开关传感器、GPS和流量传感器的信号是否准确，当采集的信号校验不成功时，返回传感器的初始化。当采集的信号校验成功，则单片机对数据进行处理，处理完成后，发送给上位机和显示器，若发送失败，则重新发送（如图3下位机程序流程图）。3.2上位机程序设计通过VC+中的MFC文件对上位机进行程序编写和调试，通过串口接收单片机传输的信号，对接收到的信号进行校验，确认接收的信号准确无误后，开始用上位机的显示面板显示出来和储存数据。4结语本文将单片机技术和串口通信协议引入到油水分离器的监控领域，使船舶航行于大海上时依然能够有效的对船舶油水分离器的运行状况进行跟踪、记录。该监控系统成本相对低廉；可以连续、自动、全工况地监控船舶油水分离器的工作过程；能准确记录油水分离器的启动时间、排出管所排污水的油份浓度、出海阀的流量、油水分离器关闭时间等参数。参考文献郭天祥.新