基于ARM的船舶柴油机的曲轴箱油雾监控系统研发

摘要

大型柴油机曲轴箱爆炸对船舶安全的威胁极大，如果发生意外，不仅给船运公司带来巨大的损失，往往同时还会造成巨大的人员伤亡，1947年的“REINA DEL PACIFIC”号发生了主机曲轴箱爆炸，导致船上28名船员罹难。经调查是由于船舶柴油机由于长时间的工作使滑油挥发产生高温油气,加之机械摩擦,轴瓦发热等原因引起曲轴箱严重发热,过高的油污浓度在高温情况下会导致柴油机曲轴箱爆炸。为了避免类似事件的发生，世界各国企业开始研制船舶柴油机油雾检测设备,经过不懈的努力,油雾浓度检测报警设备应运而生,这个设备可以及时发现曲轴箱内的油雾浓度异常情况并发出报警甚至制动操作，从而有效的避免危险的发生。
　　油雾浓度检测设备广泛的用于现代船舶上，因此熟练的掌握油雾浓度监控设备的操作以及使用，成为海事类院校的教学任务。市场上的船舶油雾浓度产品检测产品以英国GRAVINER公司开发油雾浓度检测设备MARK系列市场占有率最高，但购置一套MARK6设备的成本过高，给广大海事类院校造成了很大的经济负担。不利于教学的开展，因此开发一款油雾浓度监控监控系统具有现实意义。
　　本油雾浓度检测监控系统采用嵌入式ARM处理器进行开发，使用当今流行的触摸屏技术，使操作界面更加人性化，操作系统选用wince进行开发，具有开发周期短，上手容易，集成开发工具完善等特点，选取工控板作为开发的硬件平台，节约开发周期，降低了开发的难度。
　　研究内容有以下几点：
　　(1)选取嵌入式硬件设备，包括选取油雾监控系统的传感器探头、信号转换模块、嵌入式开发板等，完成与嵌入式设备的通信调试。硬件选型的标准就是可以模拟MARK6上设备的工作原理。对操作系统进行选择，在操作系统的基础上选择监控系统的开发平台，便于软件开发。了解油雾浓度过高导致爆炸的临界值，设定为监控系统的报警阀值。熟悉真实MK6油雾检测设备的工作流程。
　　(2)完成油雾浓度检测报警系统的界面设计，包括完成油雾浓度监控系统的软件内核的定制，软件人机界面的绘制，人机交互程序以及数据保存程序的编写等。将编下好的程序在仿真器下进行模拟，最后将编写好的程序下载到硬件设备并完成测试。

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第1章 引言

1.1 课题来源与背景

1.2 国内外油雾浓度控制系统的研究现状

1.3 课题的研究内容和创新意义

1.4 论文的组织结构

第2章 嵌入式平台介绍

2.1 嵌入式系统

2.3 常见操作系统

2.4 Wince与Linux操作系统比较

2.5 嵌入式系统开发流程介绍

2.6 本章小结

第3章 油雾浓度监控系统集成设计

3.1 系统总体介绍

3.2 油雾浓度监控系统的硬件选择

3.3 数据采集与通信控制程序设计

3.4 本章小结

第4章 基于WINCE平台的油雾浓度监测软件设计

4.1 Windows CE系统平台定制

4.2 系统设计及实现

4.3 油雾浓度监测系统的界面开发

4.4 业务逻辑层开发

4.5 数据访问层开发

4.6 软件主要函数和功能介绍

4.7 软件介绍

4.8 本章小结

第5章 总结与展望

致谢

参考文献

在学期间发表的学术论文