船舶锚机远程通信系统设计

船舶锚机远程通信系统设计

的介绍

1、申请项目的必要性、目的及意义

浙江海域锚地众多，锚地中船舶锚机操作基本上凭经验人工完成,锚泊系统的自动控制与安全性水平不高，结果使近年来船舶走锚事故以及此引起的撞船、撞桥事故不断增多。

为提高锚机远程通信与控制水平，应用所学专业知识，本项目计划设计制作一套单片机通信系统。使操作人员远程控制收放锚操作。本项目旨在使操作人员从危险的工作环境和艰苦的值锚更作业中解脱出来，提高锚机控制的安全性，对产学研相结合具有积极意义。

2、项目的背景、主要内容、技术水平及应用范围

以上述锚地安全问题为背景，本项目首先研究锚机启动、运行、停车等操作特点，然后设计一套锚机远程控制与通信装置。

根据科技查新，目前该领域仅有的驳船遥控器，其设计方案基于专用集成芯片，价格高，灵活性不强；而且通信距离受限,一般只有几十米，因此推广性受到制约。本项目的核心硬件选用高性价比的单片机芯片，外接通信模块，具有远程通信、易升级、易推广等优点。

本项目先以舟山地区无动力船的锚机控制为对象，设计成功后应用范围可逐步推广到其它地区。

发送器简介

船舶锚机远程通信系统的发送器是船舶锚机远程通信中不可缺少的重要主成部分，通过它控制无线通讯模块可以远程对接收器发送一系列控制信号，进而控制船舶锚机的运行，它的功能就像是一个消息发送器。使用它可以让船舶锚机的控制人员在远程控制锚机的上升和下降，以及上升和下降的速度，使操作人员从危险的工作环境和艰苦的值锚更作业中解脱出来，提高锚机控制的安全性。

该设计的船舶锚机远程通信系统发送器主要具有几部分组成：发送模块，控制模块，以及显示模块。这三大部分的联合使用可以达到人机交互的操作目的，同时使发送器的使用更加直观，更加方便，更加高效。

功能和原理

本部分是基于无线射频通信的船舶锚机远程通信系统。

它的工作过程为：锚机的控制人员按照液晶显示屏上的信息提示，通过按键选择相应的功能，单片机再将相应的功能转化为相应的命令通过无线射频模块发送消息命令来控制锚机的运行。

基本组成

为实现上述功能，本系统的基本组成框图如下图所示：

进入程序通过上下按键选择所需的命令通过按键选择相关信息并存储全部存完后发送

使用了STC89C52RC作为主控器，RF2401作为无线发送模块，12864作为液晶显示模块。

。

12864 RF2401 发送模块 STC89c52 单片机按键 LCD 显示

2.接收器简介船舶锚机远程通信系统的接收器是船舶锚机远程通信中另一个不可缺少的重要主成部分，通过它控制无线通讯模块可以远程接收到发送端的控制信号，传递给单片机，进而控制船舶锚机的运行，它的功能就像是一个消息接收器。使用它可以让船舶锚机的控制人员在远程控制锚机的上升和下降，以及上升和下降的速度，使操作人员从危险的工作环境和艰苦的值锚更作业中解脱出来，提高锚机控制的安全性。

该设计的船舶锚机远程通信系统发送器主要具有几部分组成：接收模块，控制模块，以及显示模块。这三大部分的联合使用可以达到人机交互的操作目的，同时使接收器的使用更加直观，更加方便，更加高效。

功能和原理

本次设计是基于无线射频通信的船舶锚机远程通信系统。

它的工作过程为：射频模块随时接受主控器发过来的各种控制命令。首先对这些指令进

行判断处理，并保存。将处理好的数据使用SPI通讯方式给单片机，再单片机打开直流电动机，并按给定的转速开始运转，直到下一个命令来临。

基本组成

为实现上述功能，本系统的基本组成框图如下图所示：图系统总框图

电源转化模块STC89C52 接收模块直流电动机单片机 12864 LCD 3.器材选择

使用STC89C52RC系列单片机芯片就可以很好的充当设计的中心控制模块，通过这个单片机就可以实现船舶锚机远程通信的功能。当然仅仅一块单片机是不够的，要达到人机交互的目的就需要有输入和输出过称，将信息内容展现出来或者送入程序之中，所以按键就用来作为信息输入，而LCD 12864就可以用来作为显示相关的信息，为用户提供直观的消息。这样的几部分在硬件方面来说已经可以满足一个小型的操作系统的要求。那么再加上无线模块部分RF2401，船舶锚机远程通讯系统的硬件方面就基本可以了。

其中STC89C52RC，12864以及RF2401这三个主要部分的器件他们都可以在市场上购买到。而且价格便宜，这也为设计大大节约了成本。

1.单片机

STC89C52RC/RD+系列单片机具有无法解密/低功耗,超低价/高速,高可靠/强抗静电,强抗干扰等特点。其指令代码完全兼容传统8051单片机，12时钟/机器周期和6时钟/机器周期可任意选择，最新的D本版内部集成MAX810专用复位电路。本设计将围绕单片机技术进行，包括单片机最基本的设计系统，即单片机电源、程序存储器、数据存储器及I/O 电路等。对单片机定时器，存储器和外部扩展功能的设定可参照相关资料。

2射频模块

本设计使用的RF2401小功率无线数传模块，是一种中短距离无线数据传输产品，它体积小，功耗低，稳定性及可靠性极高，能方便为用户提供双向的数据信号传输、检测和控制。适合水电气三表、停车场咪表、智能卡、门禁考勤、电子衡器、无线排队、楼宇控制、货场物流、防盗报警、智能仪器仪表、无功补偿、智能教学设备、体质检测智能设备、测量设备、汽车黑匣子、自动控制、家居智能化等领域的数据控制和数据抄录。它采用抄表频段工作频率，无需申请频点，高抗干扰能力和低误码率，传输距离远，透明的数据传输，多信道，多速率，高速无线通讯和大的数据缓冲区等一些列特点，适用于设计的控制通信系统。

3.液晶显示模块LCD

LCD为英文Liquid Crystal Display的缩写，液晶显示器，是一种数字显示技术，可以通过液晶和彩色过滤器过滤光源，在平面面板上产生图像，可以显示字母、数字符号、中文字型及图形，具有绘图及文字画面混合显示功能。它具有上/下/左/右移动当前显示屏以及清除屏幕的功能，光标的显示、闪烁可以自控制，并且可以使用并口、串口两种控制线，用户使用方便。与传统的阴极射线管相比，LCD占用空间小，低功耗，低辐射，无闪烁，降低视觉疲劳。

4.直流电动机

直流电动机分为有刷和无刷两种。有刷电机，电刷是电流换向装置，是经常处于磨损情况下的，时间长了就磨坏了。而无刷电机没有这个机构，不用刷。相对于有刷的而言较耐磨。但无刷电机的换向采用了电子控制装置，价格较贵，且调速稳速控制器的设计较复杂。从投料仪的耐用角度考虑应该采用无刷电机。但考虑到作为毕业设计的时间和工作量，本设计采用有刷电机。