發(fā)布時(shí)間：2021-06-11 11:57

　　觸礁預(yù)警信號(hào)是船體、礁石與預(yù)警系統(tǒng)通過(guò)射頻技術(shù)實(shí)現(xiàn)的,當(dāng)前的紅外預(yù)警系統(tǒng)中射頻信號(hào)通信采用單工通信方式,導(dǎo)致系統(tǒng)獲取觸礁風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的速度較慢,據(jù)此在應(yīng)用PIC單片機(jī)的前提下,設(shè)計(jì)航行觸礁風(fēng)險(xiǎn)紅外預(yù)警系統(tǒng)。在硬件方面,用PIC單片機(jī)替換原有系統(tǒng)部分硬件,加強(qiáng)對(duì)多類型射頻信號(hào)的傳輸速度。在軟件設(shè)計(jì)方面,利用三次指數(shù)平滑法預(yù)測(cè)航行觸礁風(fēng)險(xiǎn),通過(guò)設(shè)置隸屬度區(qū)分風(fēng)險(xiǎn)等級(jí),采用半雙工通信方式,實(shí)現(xiàn)對(duì)紅外預(yù)警系統(tǒng)射頻信號(hào)通信方式的設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,與傳統(tǒng)預(yù)警系統(tǒng)相比,此次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)可以快速獲取觸礁風(fēng)險(xiǎn)等級(jí),提升船舶的航行安全。 

【文章來(lái)源】：艦船科學(xué)技術(shù). 2020,42(16)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：3 頁(yè)

【部分圖文】：

PWM編碼方式Fig.2PWMcodingmode

域大型船中性船小型船區(qū)域A一般風(fēng)險(xiǎn)一般風(fēng)險(xiǎn)較為安全區(qū)域B較為安全安全安全區(qū)域C較高風(fēng)險(xiǎn)較高風(fēng)險(xiǎn)一般風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域D超高風(fēng)險(xiǎn)超高風(fēng)險(xiǎn)超高風(fēng)險(xiǎn)表3實(shí)驗(yàn)測(cè)試對(duì)比結(jié)果Tab.3Experimentaltestcomparisonresults組別實(shí)驗(yàn)組測(cè)試結(jié)果/s對(duì)照組測(cè)試結(jié)果/s大型船中型船小型船大型船中型船小型船10.340.350.332.712.662.5820.340.350.322.652.722.6330.350.320.352.52.652.6540.330.340.352.692.652.6550.350.340.352.642.542.7均值0.340.340.342.612.642.64圖2PWM編碼方式Fig.2PWMcodingmode圖4海域模擬地形圖Fig.4Simulatedtopographicmapofseaarea第42卷王慧：應(yīng)用PIC單片機(jī)的航行觸礁風(fēng)險(xiǎn)紅外預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)·45·

了28位序列號(hào)、4位功能碼以及2位狀態(tài)碼，由此設(shè)計(jì)的高頻射頻信號(hào)數(shù)據(jù)格式，如圖3所示。圖3高頻射頻信號(hào)數(shù)據(jù)格式Fig.3DataformatofhighfrequencyRFsignal紅外系統(tǒng)利用上述格式，接收劃分風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)后的風(fēng)險(xiǎn)信息，至此應(yīng)用PIC單片機(jī)后，船舶的航行觸礁風(fēng)險(xiǎn)紅外預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)完畢。3實(shí)驗(yàn)測(cè)試此次設(shè)計(jì)的預(yù)警系統(tǒng)面向海洋航運(yùn)業(yè)，能夠獲取更加詳細(xì)的風(fēng)向預(yù)警等級(jí)，并根據(jù)該結(jié)果選擇適宜的避礁方案。將傳統(tǒng)設(shè)計(jì)下的預(yù)警系統(tǒng)作為對(duì)照組，將此次設(shè)計(jì)的預(yù)警系統(tǒng)作為實(shí)驗(yàn)組，模擬船舶和航行海域，分別測(cè)試2個(gè)系統(tǒng)應(yīng)用下，船舶在復(fù)雜海域內(nèi)航行時(shí)獲取的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警信息。根據(jù)此次實(shí)驗(yàn)要求，模擬3組規(guī)格不同的船舶，模擬一片地形地貌相對(duì)復(fù)雜的海域，圖4為模擬的海域地形圖。將海臺(tái)區(qū)域設(shè)置為風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域A，將海洋中脊設(shè)置為風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域B，將海底島弧設(shè)為風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域C，將海底山脈設(shè)置為風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域D，總計(jì)4處風(fēng)險(xiǎn)位置。其風(fēng)險(xiǎn)強(qiáng)度如表2所示。模擬設(shè)計(jì)三類船體模型，分別將2個(gè)預(yù)警系統(tǒng)與該模型相連接，表3為此次實(shí)驗(yàn)對(duì)比結(jié)果。根據(jù)統(tǒng)計(jì)的實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果可知，面對(duì)不同型號(hào)的船舶，實(shí)驗(yàn)組獲取風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的速度均值為0.34s，對(duì)照組獲取風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的速度，其均值為2.64s，相比之下，實(shí)驗(yàn)組比對(duì)照組快了2.3s，由此可知，此次設(shè)計(jì)的預(yù)警系統(tǒng)，途徑風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域時(shí)，可以快速對(duì)觸礁風(fēng)險(xiǎn)作出反饋，給船舶航行安全爭(zhēng)取更大的調(diào)整時(shí)間，保證船體與人的生命財(cái)產(chǎn)安全。4結(jié)語(yǔ)針對(duì)當(dāng)前紅外預(yù)警系統(tǒng)獲取觸礁風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)速度慢的問(wèn)題，本文設(shè)計(jì)航行觸礁風(fēng)險(xiǎn)紅外預(yù)警系統(tǒng)，優(yōu)化了原有系統(tǒng)硬件，通過(guò)半雙工通信方式，加強(qiáng)系統(tǒng)對(duì)多類型射頻信號(hào)的傳輸速度，令系統(tǒng)管控中心可以迅速獲取風(fēng)險(xiǎn)等

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3224490