基于CAN总线的船舶机舱延伸报警系统设计

摘要

船舶机舱延伸报警系统是船舶机舱监测报警系统的重要组成部分，是为实现“无人值班机舱”而设置的。目前无人机舱已成为新造船舶的常规要求，在无人值班情况下，机舱内的运行设备一旦出现故障，延伸报警系统便会将报警信号经分组后传送到位于驾驶台、公共场所和轮机员住所的各延伸报警箱，从而通知值班人员进行相应处理。
　　本文结合网络技术与嵌入式技术，设计了一种基于Cortex-M3内核处理器与CAN总线通信的船舶机舱延伸报警系统，系统包括多个延伸报警节点，节点之间采用CAN总线进行连接。本系统设计采用STM32F107VC处理器作为控制核心，并为其设计相关外围电路。程序的编写则是在Keil MDK编程软件下完成，借助J-Link仿真器将程序烧录到STM32的内部FLASH中，之后利用上位机调试软件完成系统的调试。系统内部通信则采用CAN通信总线，利用双冗余CAN总线实现系统中各模块的互联。与此同时，各模块中也添加了RS485通信模块。
　　考虑到在船舶机舱环境中，电磁干扰比较严重等特点，为了保证系统运行的稳定性，提高系统可靠性，此次设计提出了一些抗干扰措施。最后总结设计中可能出现的问题，系统回顾整个设计过程，对课题的后续工作提出展望。

目录

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摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究背景

1．2 课题研究意义

1．3 课题的主要工作

第2章 机舱监测报警系统简介

2．1 机舱监测报警系统发展现状

2．2 机舱监测报警系统的组成

2．3 机舱监测报警系统的功能

第3章 延伸报警系统总体设计

3．1 延伸报警系统总体设计

3．2 CAN总线技术

3．2．1 现场总线技术

3．2．2 常见现场总线

3．2．3 CAN总线技术规范

第4章 系统硬件设计

4．1 硬件开发环境

4．2 硬件设计方案

4．3 核心微处理器

4．3．1 Cortex-M3内核简介

4．3．2 STM32F107VC处理芯片简介

4．4 系统电源模块

4．5 JTAG接口电路

4．6 数据存储单元

4．7 ECD显示模块

4．8 RS485通信模块

4．9 CAN通信模块

4．10 其他接口电路

4．11 系统主控单元PCB电路图设计

第5章 系统软件设计及通信调试

5．1 系统编程语言

5．2 系统软件开发环境简介

5．3 J-Link仿真器的使用

5．4 系统主函数的编写

5．4．1 系统初始化模块程序设计

5．4．2 通信模块程序设计

5．4．3 液晶显示模块设计

5．5 通信调试

5．5．1 CAN通信协议格式

5．5．2 通信转换模块

5．5．3 CAN调试软件

第6章 结论与展望

6．1 研究结论

6．2 工作展望

参考文献

致谢

研究生履历