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1、山东交通学院2012届毕业生毕业论文（设计）题目：船舶机舱环境监测系统设计院(系)别 信息科学与电气工程学院 专 业 电气工程及其自动化 班 级 电气081 学 号 080819112 姓 名 闫志勇 指导教师 刘文江 2012年 4月原 创 声 明本人闫志勇郑重声明：所呈交的论文“船舶机舱环境监测系统设计”，是本人在导师刘文江的指导下开展研究工作所取得的成果。除文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明，本人完全意识到本声明的法律后果，尊重知识产权，并愿为此承担一切法律责任。 论文作者
2、(签字)： 日期：2012 年 4月 20 日摘 要 随着船舶制造及船舶航运业的发展，从人性化角度出发，人们越来越重视船上人员工作及生活条件，从船舶的经济性考虑，动力设备的工作环境也至关重要。在船舶的设计过程中，机舱环境监测系统的设计是非常重要的一个环节。不管是人员还是机器设备的正常工作都需要适宜的环境。 机舱内的动力装置正常工作，首先需要消耗一定量的新鲜空气，用于动力机械的燃烧，其次要带走机器设备运转、燃烧产生的热量。机舱通风用以建立机舱内给定的环境条件，如需要的舱内温度、湿度、空气流速、清洁度及空气成份等，以保证柴油机、锅炉及焚烧炉燃烧时所必须的空气量，同时也要保证机内良好的工作环境，改善
3、轮机人员的工作及卫生条件。本设计是以单片机（AT89S52）为核心，配合温度传感器（AD590）和湿度传感器(HIH-3610)，以及相关的外围电路组成的检测系统，可以接收所测环境的温度、湿度、光照强度和氧气含量信号，检测人员可以通过数码管显示的数据，实时监控环境的温度和湿度情况。所有的测量操作都可以通过主机控制软件来实现，温度、湿度、光敏和氧气传感器得到的测量信号，经电路转换为电信号，然后通过一定的放大经过芯片TLC549A/D转换送到单片机进行数据处理，经软件分析处理后送显示装置，并控制控制风机的运行。本文所开发的系统具备完整的环境监测功能，满足相关规范要求，实时性较好，能够应用于实船。并
4、对该系统作了一些突破以往设计的优化设计，对以后船舶环境监测系统的设计有一定的指导作用。关键词：机舱,环境,单片机,传感器Abstract With the development of shipbuilding and ship navigation, personally, the environment of working place and accommodation place being required more and more economically, the working environment of power installation is more importa
5、nt, too. During the ship design, the ventilation system design is one of the important aspects of the whole design. A suitable environment should be considered for good working of person and power installation. In order to keep the power installation work well, it will need a mount of fresh airfor t
6、he burning of engine and bring away the heat emission from the engineEngine room ventilation system design is doing for building a special condition，such as thetemperatures, humidity, air speed, the cleanliness of the air and the element percent of air, to insure the amount of air needed by the engi
7、ne，boiler and incinerator burning，and improve the working environment of the working person in engine roomThe design is based on SCM (AT89C51) as the core, with a temperature sensor (AD590) and humidity sensors (HIH-3 610), as well as the detection system, the peripheral circuit can receive the meas
8、ured ambient temperature, humidity, light intensity and oxygen content of signal detection can be digital display data, real-time monitoring of environmental temperature and humidity. All the measurement operation by the host control software to achieve the measurement of temperature, humidity, phot
9、osensitive, and oxygen sensor signal, the circuit converted into electrical signals, and then by a certain degree of amplification after the chip TLC549A / D conversion to the microcontroller for data processing evacuation by the software analysis and processing, display devices, and control the run
10、ning of the fan control.Have a complete environmental monitoring system developed to meet the relevant regulatory requirements, real-time, can be used in a real ship. And made some breakthrough designed to optimize the design of the system, after the design of the Marine Environment Monitoring Syste
11、m has a guiding role. Key words：Cabin, Environment, Microcontroller, Sensor目 录1绪 论11.1课题研究背景11.2 船舶机舱监测系统发展与现状11.3本次设计的主要工作32 控制系统的方案设计42.1系统的构成42.2 单片机AT89S52的介绍52.3 A/D转换器82.3.1 主要特性82.3.2 TLC549工作原理92.4 温度传感器的选型102.4.1 温度传感器主要特性102.4.2 AD590的工作原理112.4.3 电路设计112.5湿度传感器的选型122.5.1湿度传感器的选择122.5.2 HIH
12、3610主要特性132.6 光电器件的种类与选择152.6.1光电器件的选择152.6.2光照度采集电路的组成与原理152.7气体传感器的选择162.8机舱通风系统的选型163 系统的硬件设计和连接203.1主控模块203.2显示模块203.3 AD转换模块213.4 温度和湿度采集模块213.5光照度采集电路的设计213.5.1光照度采集电路的设计213.5.2光照度采集试验与分析223.6继电器控制电路233.7 TLC549与AT89S52的接口电路设计243.8 键盘设计243.9输出驱动的设计253.10 电源电路的设计263.11 报警电路设274 系统软件方案的设计284.1 程
13、序流程图284.1.1 温湿度主程序流程图294.1.2 报警器流程图304.1.3A/D转换子程序流程图304.1.4 键盘中断流程图314.2 上位机软件设计32结 论34致 谢35参考文献36附录3739山东交通学院毕业设计（论文）1绪 论 1.1课题研究背景 我国的水路运输具有投资少、见效快、运价低的特点，因此一直以来它都是重要的交通方式之一，在国名经济的发展中起到很重要的作用1。船舶机舱监控系统是对机舱重要设备的运行状态和安全参数进行监测，对值班人员和管理者声光提示，及时决策设备管理措施，保证设备系统或者人员安全的重要系统。因此实时、准确地了解船舶机舱环境动态信息显得尤为重要，特别是
14、一下几个方面：（1）船舶机舱环境气体含量的监测，特别是氧气含量是否达到人体适合进入的最低标准，保证工作人员的安全。（2）船舶机舱温度和湿度的监测，保障船舶设备的正常运行。（3）船舶机舱光线的监测，尤其是在恶劣天气和晚上等光线不足的情况下保证机舱光线充足，工作人员正常工作。以往的船舶监测系统，都是通过传统的人工现场监控来获得船舶机舱环境动态信息，而且不能保证工作人员的安全。通过以往检测系统的实时性不高、操作不方便，不利于管理。因此有必要研究一种远程监测技术。 另外，船舶机舱内的工作环境是最为恶劣的，船舶机舱内的通风条件也直接影响到船员的身体状况和工作效率。按中国船级社对船舶动力装置的控制形式的规定，分为机舱有人值班、周期无人值班和集控室有人值班三种，尤其是机舱有人值班时，合适的机舱通风可以提供人更多的新鲜空气量，降低机舱温度，通过机舱通风管道的合理布置适当地降低机舱内的噪声，提高人员的工作环境标准。机舱通风用以建立机舱内给定的环境条件，如需要的舱内温度、湿度、空气流速、清洁度及空气成份等，以保证柴油机、锅炉及焚烧炉燃烧时所必须的空气量，同时也要保证机内良好的工作环境，改善轮机人员的工作及卫生条件。随着计算机与网络技术的发展，船舶机
