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基于Windows CE.NET的船艇动力装置状态监测与分析系统的研究开发

何玮玮  
【摘要】:嵌入式系统作为一种新兴的监控系统,目前已经在各个领域引起了高度关注。考虑到船舶空间狭小、作业环境恶劣、安全性要求高等特点,用嵌入式系统逐渐代替传统的PLC(可编程逻辑控制器)系统、工控机系统甚至简单的单片机系统已经成为一种趋势,并在船舶领域得到了愈来愈广泛的应用。 本文的研究课题来源于济南某陆军的一个项目,目的在于实现船艇装备保障活动的信息化组织与管理,打造船艇装备保障的数据链,进一步提高船艇技术管理水平和效益。结合此项目,本文作者设计开发了基于Windows CE.NET的船艇动力装置状态监测与分析系统。此系统可实现对该船艇主推进装置中的20/27型柴油机的现场数据采集、数据流图处理以及状态数据的分析预测等。 此动力装置状态监测与分析系统是利用该船艇动力装置热力参数对动力装置的安全可靠性进行监测预测的,采用的监测分析系统为嵌入式系统。热力参数中包含着大量的故障信息,具有外界干扰小、信息质量好和可用性强等特点,有很大的分析应用价值。利用嵌入式系统对船舶动力装置进行监控,由于嵌入式系统体积小、可靠性高、价格经济、实时性能优越、即插即用等特点,正好可以弥补传统船艇监控系统的缺陷,使系统性能大幅度提高。并且,考虑到船上工作人员更换频繁,文化水平参差不齐,必然会带来诸多问题,故采用嵌入式系统实现船艇监控,还有操作简便,直观性好,容易被操作人员接受的优点。 整个系统选用研华公司的ADAM-4018+I/O(Input/Output输入输出)模块和UNO-2050嵌入式控制器硬件实现。并在上述硬件架构基础之上,以经过剪裁定制的Windows CE.NET 4.2嵌入式操作系统为平台,采用Microsoft Visual Studio.NET 2003集成开发环境中的Visual Basic.NET编程工具实现该船艇动力装置监测与分析系统的应用程序编写。在系统数据分析预测方面,以基于时间序列的AR模型预测算法给出系统可靠性预测,从技术上验证了利用此类数据挖掘算法实现船艇动力装置状态预测的可行性和优越性。因此,基于嵌入式技术的监控方式为船艇动力装置状态监测与分析系统的开发提供了一条经济性好、适用性强的新思路。 作者在本文的总结与展望部分,结合开发过程的体会,提出了有待进一步完善的工作。由于作者经验尚浅,所开发的系统必然存在着一些不足,敬请批


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