Windows Embedded之航运自动化_程序开发

创始人

2024-04-16 22:11:35

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图1船舶业

随着信息流的快速发展，许多船舶在建造的时候采用了自动化设备和嵌入式技术，使得船舶自动化系统在自动化、网络化和智能化方面取得了大幅度的提高。

嵌入式系统是集软、硬件于一体的可独立工作的“器件”，硬件部分包括处理器／微处理器、存储器及外设器件和I／O端口、图形控制器、通信模块等。嵌入式在船舶航运上的应用是非常广泛的。

例如：船舶机舱自动化的嵌入式系统，采用Windows CE编写。一般可以分为船舶电站嵌入式监控系统和空调嵌入式控制器两个部分。

船舶电站嵌入式监控系统按结构划分为管理层、控制层和设备层。

◆管理层，实现对电站的集中控制和管理；

◆控制层，采用高可靠性的嵌入式控制主机，具有数据采集和发电机组的控制功能；

◆设备层，控制器位于机旁，就近对机组的运行参数进行检测及报警。

自动化的嵌入式系统

图2自动化的嵌入式系统

管理层与控制层之间通过工业以太网连接，控制层与设备层之间通过CAN总线连接，各层之间可以进行各种数据的交换，最终形成高度自动化、网络化和智能化的新型船舶电站监控系统。

空调嵌入式控制器的功能主要有：空调设备远程控制、能量预测和平衡控制、在线设备维护和远程设备状态和故障显示。采用Windows CE可以实现其所有功能。

◆空调设备远程控制功能：通过键盘或触摸屏操作和以太网通信远程起/停设备。

◆能量预测和平衡控制功能：可根据一段时间区域内空气处理器的进、出风温湿度和风量参数，预估未来一定时段内舱室热负荷变化趋势；输出新的设定值，调整冷水机组的运行情况，使系统输出的制冷量和实时负荷平衡。

◆在线设备维护功能：根据设备的实时数据，判断设备的运行状态，并根据预定的程序给予***调整。

◆远程设备状态和故障显示功能：可以实时监测设备运行状态和故障情况。

自动化软件系统结构

图3软件系统结构

当然，航行比不可少的还有安全性。Windows Embedded可以带给航行所必需的安全保障。

以GPS和电子海图为技术核心，为航海用户提供安全航行所必需的海图、航路等信息的船舶导航系统目前正在全世界得到广泛应用，大大提高了船舶导航技术与船舶航行的安全性。

安全监控

图4安全监控

选择了Windows Embedded的好处是：

◆系统功能丰富，响应速度快，人机交互界面友好；

◆具有相应的源码开放、易移植、模块化、资源丰富；

◆电子海图使用海司航保部的符合国家军用标准的矢量海图，预先对电子海图数据进行预处理，删除冗余，建立索引；

◆船舶导航系统使用有可靠安全保障；

◆以嵌入式技术为基础，通过嵌入式控制主机、人机交互界面等技术的研究，构建监控演示系统，最终实现船舶电站系统的网络化。

◆具有高速可靠的数据处理能力，实时和多任务的软件平台；

◆配有人性化的人机接口，直接挂在工业以太网络上，可以对现场设备的状态及参数进行在线监测和报警处理；

◆实现近程及远程的数据在线监测，还可提供HTTP等多种服务，从而达到全程数据监控的无缝集成；

◆操作界面及操作语言为中文，具有快速的数据更新与操作功能；

◆系统硬件及接口的规范、多种网络通信接口协议，状态监控、故障子诊断等。

Windows Embedded开发周期短，有较强的通用性，适合船舶所有设备的现场控制要求，对不同的设备只要设置好相关参数，就可以实现现场控制，为船只出航提供了保障。

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