船舶机舱环境检测系统的设计2

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(签字)：日期：2012年4月20日I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IIAbstractWiththedevelopmentofshipbuildingandshipnavigation,personally,theenvironmentofworkingplaceandaccommodationplacebeingrequiredmoreandmoreeconomically,theworkingenvironmentofpowerinstallationismoreimportant,too.Duringtheshipdesign,theventilationsystemdesignisoneoftheimportantaspectsofthewholedesign.Asuitableenvironmentshouldbeconsideredforgoodworkingofpersonandpowerinstallation.Inordertokeepthepowerinstallationworkwell,itwillneedamountoffreshairfortheburningofengineandbringawaytheheatemissionfromtheengine．Engineroomventilationsystemdesignisdoingforbuildingaspecialcondition，suchasthetemperatures,humidity,airspeed,thecleanlinessoftheairandtheelementpercentofair,toinsuretheamountofairneededbytheengine，boilerandincineratorburning，andimprovetheworkingenvironmentoftheworkingpersoninengineroom．ThedesignisbasedonSCM(AT89C51)asthecore,withatemperaturesensor(AD590)andhumiditysensors(HIH-3610),aswellasthedetectionsystem,theperipheralcircuitcanreceivethemeasuredambienttemperature,humidity,lightintensityandoxygencontentofsignaldetectioncanbedigitaldisplaydata,real-timemonitoringofenvironmentaltemperatureandhumidity.Allthemeasurementoperationbythehostcontrolsoftwaretoachievethemeasurementoftemperature,humidity,photosensitive,andoxygensensorsignal,thecircuitconvertedintoelectricalsignals,andthenbyacertaindegreeofamplificationafterthechipTLC549A/Dconversiontothemicrocontrollerfordataprocessingevacuationbythesoftwareanalysisandprocessing,displaydevices,andcontroltherunningofthefancontrol.Haveacompleteenvironmentalmonitoringsystemdevelopedtomeettherelevantregulatoryrequirements,real-time,canbeusedinarealship.Andmadesomebreakthroughdesignedtooptimizethedesignofthesystem,afterthedesignoftheMarineEnvironmentMonitoringSystemhasaguidingrole.Keywords：Cabin,Environment,Microcontroller,SensorIII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..............................................52.3A/D转换器........................................................82.3.1主要特性.....................................................82.3.2TLC549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..........................................102.4.2AD590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............................................122.5.2HIH3610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..........................................................203.3A／D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....................................................233.7TLC549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.