一、嵌入式系统技术与船舶主机实时仿真的研究（论文文献综述）
笪睿[1]（2021）在《TBD620型船舶发电柴油机的建模与健康状态研究》文中指出
李响[2]（2021）在《面向高压共轨柴油机运维管理的数字孪生建模研究》文中提出
药超[3]（2021）在《船用低速双燃料发动机控制策略研究》文中提出
王泽文[4]（2021）在《水面无人驾驶的动力学建模与路径跟踪控制算法研究》文中指出
蔡亚刚[5]（2021）在《船舶远程数据监测系统设计与实现》文中提出船舶在交通运输系统中占据着十分重要的地位,近年来随着通信技术的发展,航运业以及现代造船业也正在向着网络化、智能化的方向迈进。船舶的安全航行、规范管理的重要性也显得日益突出,这对船舶的数据监测系统提出了更高的要求。本文以船联网技术为基础,探索了通信技术在船舶远程数据监测领域应用,设计实现了基于船联网的远程数据监测系统,打破了不同船舶、不同设备之间信息互通难、数据保存难的局面。针对船端设计了船载信息采集系统,针对远程端设计了远程数据监测平台,数据的远程传输采用卫星、4G和MANET相结合的方式进行。本文主要研究内容包括:（1）系统调研了船舶远程数据监测的背景和现状,分析了目前船舶通信的主要手段以及数据监测的方法,设计了通过船联网的方式实现船舶数据远程监测的系统框架,整体上将系统分为三个部分:船载信息采集、远程数据传输、远程数据监测平台。（2）针对船载信息采集,设计了以嵌入式Linux为核心的船上信息采集系统,支持多设备、多传感器通过通用总线或LoRa无线的方式接入。（3）针对远程数据传输,使用卫星网络、3/4G网络、MANET相结合的方式进行,MANET网络基于VDES通信网络实现,设计了符合船舶实际运动规律的节点移动模型,使用ns-3仿真平台基于节点移动模型和VDES网络通信特性,从分组投递率和端到端平均时延评估了几种路由协议的性能,得出AODV协议是最适合作为MANET网络的路由协议。（4）针对远程数据监测平台,使用MQTT和Kafka设计并实现了用于接收船载系统信息上传的接口。通过数据转发任务、数据处理任务和持久化任务相结合的方式实现了实时消息的预警以及与MySQL数据库的对接。最后使用Django和Ant Design设计了 Web服务为用户提供Web界面,另外设计了通过RESTful API获取数据的方式,方便对数据进行进一步的研究与处理。
郭俊珲[6]（2021）在《基于ARM的机场引导车车载测距系统的设计与开发》文中认为随着民航机场客运吞吐量的不断增大,机场传统引导体系的不足日渐显露。引导车在执行任务中,驾驶员需集中精力对前方路况进行观察,无法实时掌握与所引导航班之间的安全距离,给机场引导体系带来一定的安全隐患。本文旨在开发一款基于ARM的机场引导车车载测距系统,解决开发中的技术难点,使驾驶员可在车内直观获取与飞机之间的间隔距离并可与外界进行信息交互,切实降低航班引导过程中的安全隐患,推进机场引导体系智能化。本文首先对该项目的研究背景与目的进行了多层次探讨,并对系统中关键技术的国内外现状进行了深入研究,确定了现有技术的改进方向及项目的整体方案。其次,根据实际工程中的项目功能,从实用性、经济型、可拓展性等方面进行全面评估,确定系统的设计需求。最后完成系统的硬件设计与软件设计,验证系统的整体运行效果。本文所设计的系统为软硬件结合的基于ARM的车载测距系统,分为硬件平台与软件平台两部分,系统硬件平台由ARM主控模块、激光测距模块、4G通信模块、存储模块、触摸显示模块及车载电源转换模块构成,依据工程需要完成了核心硬件模块的设计与选型。本文着重研究了系统软件平台的设计,设计完成了软件平台的搭建,设计完成了功能模块的软件开发,设计完成了系统数据库功能并开发了车载测距APP。首先,通过构建交叉编译环境对Android操作系统进行特定化编译,将其烧录进硬件平台完成系统运行环境的设计;然后,设计开发激光测距模块与4G通信模块的软件实现,设计完成其各自的数据通信及数据流上报功能,通过Socket设计车载终端与塔台中心的通信功能;最后,对系统数据库进行设计,并完成车载测距系统APP的开发,实现驾驶员登录与注册、航班信息及任务状态查询和任务执行及数据显示等功能。本文最后对系统的关键性能参数与APP运行情况进行了测试验证,各项性能指标均符合设计需求,APP运行情况良好。本设计的投入使用可有效降低引导任务过程中的安全隐患,推动机场引导体系的信息智能化进程,为提升引导系统运行效率做出贡献。
郭弋平[7]（2021）在《基于多种通信方式的船舶监控系统的设计与实现》文中研究表明全球海洋经济蓬勃发展的今天,带动了航运经济的高速发展。船舶的建造、航行安全以及船舶监控等前沿科技在船舶领域日新月异。航运的高速发展,船舶监控的需求也日益增长。为满足船舶领域对船舶监控的迫切需求,探索、设计并实现一款基于多种通信方式的船舶监控系统成为必要。论文综合考虑了船舶监控的通信、实用、成本功耗等一系列问题,使用了单片机、嵌入式操作系统、嵌入式GUI、ZIGBEE、以太网、CAN以及传感器数据采集等技术,设计并实现了一款基于多种通信方式的船舶监控系统。该系统主要由传感器、有线/无线网络、主/从节点控制器、外接通信设备四个部分组成;主要实现船舶海洋气象数据获取、有线/无线组网通信、数据可视化显示、本地/远程数据中心监控、自动报警、卫星通信等功能;从智能化、数据化、多样化、高安全和高效率的角度出发,将嵌入式技术、有线/无线通信技术、数据采集技术、卫星通信技术和计算机技术等多项技术有机结合,为目前国内船舶监控提供了一种新的解决方案。论文先进行基于多种通信方式的船舶监控系统的总体设计,后确定了系统的软硬件系统设计。其中硬件系统设计包括了主/从节点控制器的MCU最小系统、组网、人机交互与外接通信等硬件电路设计;软件系统设计则包括了主/从节点控制器的主要工作流程设计、必要的程序移植与配置和数据解析、组网数据包、数据存储、对外通信和可视化等程序设计。最后对基于多种通信方式的船舶监控系统进行整体测试。测试结果表明,基于多种通信方式的船舶监控系统能够实现多源异构传感器采集船舶及其周边海洋气象环境数据,通过CAN/ZIGBEE/以太网网络传输数据,通过船载/远程设备存储数据和监控船舶情况等功能。完成的设备工作稳定、运行正常,可以达到预期的设计要求。
周翔宇[8]（2020）在《面向自主船舶的危险分析方法研究》文中研究表明继蒸汽技术革命、电力技术革命、计算机及信息技术革命之后,以人工智能、物联网、云计算、虚拟现实、量子信息技术等为代表的第四次工业革命正在改变世界。信息和通信技术的进步、信息分析能力的提高为各行各业创造了革命性的发展机会,在航运业中,以更为安全、高效、绿色的方式运载货物和乘客的自主船舶正受到前所未有的关注,并已成为航运业未来的发展方向。作为航运业数字化转型和新技术革新的代表,相较于仅由人工控制的常规船舶,自主船舶将在总体设计结构、系统交互方式、动力驱动来源等方面发生颠覆性的变化,同时,随着船岸间、船舶各子系统间的互联互通,自主船舶将成为现代航运生态体系中的传感器中枢和数据生成器。在此背景下,为避免由于自主船舶的引入对当前海上交通状况可能造成的负面影响,并确保自主船舶的预期安全水平至少不低于常规船舶的现有安全水平,不仅需要关注包括航行安全、货物安全在内的传统安全,还需要考虑以网络安全为代表的非传统安全。因此,针对自主船舶的安全性开展理论研究是十分必要且具有重要意义的。本文围绕自主船舶的安全性,以危险分析方法为研究对象,在明确自主船舶运行特点的基础上,提出了一种适用于自主船舶的安全性协同分析方法。以远程控制船舶为例,使用所提出的方法对其进行了危险分析,并利用模型检测工具UPPAAL验证了危险分析结果的正确性。本文的主要研究工作及成果如下。（1）自主船舶的定义及自主水平分级方法研究。从自主船舶的历史沿革和发展历程入手,在明确自主船舶的定义及其中英文表述的基础上,分析了现有自主水平分级标准存在的局限性,并提出了一种基于航海实践的自主水平分级方法。研究结果表明,划分自主水平的关键在于能否独立于人的干预完成相应的任务或实现相应的功能,而非取决于船舶自动化水平和/或决策地点。以2艘搭载自主航行技术的测试船舶为例,相较于现有自主水平分级标准,所提出的自主水平分级方法有效避免了由于单一功能的自主实现导致船舶整体自主水平认定不准确的弊端,得出的分级结果更符合客观事实。（2）危险分析方法的适用性研究。为筛选出一种或多种能够捕获自主船舶运行特点的危险分析方法,面向自主船舶提出了一种基于系统工程的适用性评估方法。该方法依据制定的适用性评估程序,生成了以功能方式描述的系统级安全需求和与自主船舶设计目标相联系的评估准则。适用性评估过程面向29种广泛使用的危险分析方法展开,结果表明,系统理论过程分析（System-Theoretic Process Analysis,STPA）方法满足了所有的评估准则,其能够更好地理解系统行为、识别危险,并揭示危险致因因素,是目前适用于自主船舶的、最具潜力和发展前途的危险分析方法之一。（3）面向自主船舶的安全性协同分析方法研究。在明确自主船舶运行特点的基础上,考虑到日益增加的网络威胁对自主船舶系统安全性的负面影响,提出了一种基于STPA 的安全性协同分析方法,即 STPA-SynSS（STPA-based analysis methodology that Synthesizes Safety and Security）。该方法在STPA的基础上提出了 6项改进,并提供了一个识别危险并揭示危险致因因素的综合过程,有效实现了对潜在危险的持续跟踪和闭环管理。以远程控制船舶的避碰场景为例,使用所提出的方法对该场景进行了详细的危险分析,并生成了具体的危险控制策略。危险分析结果的对比分析表明,相较于STPA,STPA-SynSS能够识别出更多的不安全控制行为和损失场景,同时,能够生成更具针对性的危险控制策略,证明了该方法的有效性和先进性。（4）考虑退化组件的自主船舶安全性建模研究。使用STPA-SynSS生成损失场景时,需要考虑因组件性能退化导致的不安全控制行为。为表征自主船舶的系统安全性状态随时间退化的特性,将系统安全性分析由“二态假设”扩展为多状态。根据STPA-SynSS实例分析中构建的控制结构,对远程控制船舶的安全性进行建模,构建了服从指数分布的安全性函数和描述系统达到安全性极限状态的时间分布函数。该模型可用于指导设计人员将更有针对性的安全性设计纳入到系统中,并面向退化组件建立相应的保护机制,以避免危险从潜在状态向可能导致损失的现实事故状态转移。（5）自主船舶的形式化建模与危险分析结果验证研究。为克服危险分析结果的正确性和完整性无法得到验证的限制,创新性地将形式化方法引入危险分析过程,提出了一种基于时间自动机的STPA-SynSS扩展流程。在构建时间自动机网络模型的基础上,通过利用模型检测工具UPPAAL对系统模型的有穷状态空间进行穷尽搜索,以检验语义模型与其性质规约间的满足关系,从而验证系统建模的活性和危险分析结果的正确性。验证结果表明,远程控制船舶时间自动机网络模型无死锁且运行正确,STPA-SynSS识别的不安全控制行为均会发生,即验证了 STPA-SynSS危险分析结果的正确性,同时,证明了所提出的STPA-SynSS扩展流程的有效性。本文的研究结论为识别、控制自主船舶的潜在危险奠定了较为坚实的理论基础,在一定程度上满足了航运业对于明确并提高自主船舶安全性的迫切需求。同时,可为自主船舶的安全性设计提供参考,有力保障自主船舶的安全运营。
姜日凡[9]（2020）在《基于无线网络的船舶航向保持控制研究》文中指出为了满足船舶控制系统的发展需要,各种智能终端和传感器大量应用于船舶中,如果使用有线网络连接这些设备,会制约设备的移动性和灵活性,并且船舶使用有线网络存在一些问题,为了解决上述问题,船舶无线传感器网络应运而生。船舶无线传感器网络能够实现船舶智能终端和传感器的按需部署,具有移动性、灵活性、可扩展性、低成本以及方便维护等特点,并且能够有效地解决船舶内布线空间狭窄而施工困难等问题。目前船舶无线传感器网络主要应用于船舶监控和定位等领域,本文尝试以无线传感器网络为船舶操舵系统的冗余网络,进行基于无线网络的船舶航向保持控制研究。本文开展的主要研究内容和方法如下:首先,针对船舶无线传感器网络的能量有限和实时性问题,本文设计了一种船舶无线传感器网络操作系统Mindows,并提出了一种基于Mindows的船舶无线传感器网络节点的功耗管理方案,主要从操作系统层面对节点进行了低功耗设计,分别从节点微处理器、外围设备以及电池能量方面进行了电源管理设计。通过测试结果验证,该方案能有效地降低船舶无线传感器网络节点功耗,延长无线传感器网络的生命周期,且系统运行稳定。其次,为了满足基于无线网络的船舶航向保持控制研究的需要,方便地开展所研究算法的仿真测试实验,本文利用VB设计一套基于实际的GPRS和ZigBee网络的近海或内河船舶航向保持控制仿真平台,弥补了单一软件仿真的局限性。实验结果验证了在该平台通过远程及近距无线网络进行船舶航向保持控制的可行性和该平台的实用性。再次,针对船舶在海上运动的大时滞和非线性等问题,本文提出了一种适用于船舶大时滞和非线性情况的灰色预测简捷鲁棒控制算法,采用改进的灰色模型对船舶航向偏差进行实时预测,并将预测值应用于船舶航向简捷鲁棒控制器。通过仿真验证,该算法具有形式简捷、参数易整定、鲁棒性强等优点。最后,针对需要安装冗余控制网络的船舶,本文提出以ZigBee无线传感器网络为船舶操舵系统冗余网络的方案;针对无线网络控制系统的诸多问题,本文从控制和通信的联合设计角度解决这些问题,从通信角度出发,设计基于并行不相交多路径路由的ZigBee网络,保证控制算法有效实施;从控制角度出发,设计的船舶航向保持控制器将灰色预测模型和基于非线性反馈的船舶航向保持积分Backstepping简捷鲁棒控制相结合进行时延和丢包补偿控制。通过仿真验证,该方案能优化无线网络控制的整体性能,能得到较好的控制效果,具有一定的实际参考价值。本文通过仿真验证,将无线网络控制应用于船舶航向保持控制中是可行的和有效的,并且是一种有益的尝试。随着无线网络技术不断成熟完善,船舶控制系统采用无线网络代替有线网络将成为未来发展的趋势。
陈威冲[10]（2020）在《大洋钻探钻孔重返系统技术研究》文中研究说明大洋科学钻探是通过钻探取得的岩心来研究大洋地壳的组成、结构以及形成演化历史的国际科学合作钻探计划,实施大洋钻探的关键在于大洋科学钻探船,迄今为止只有三艘,分别是无隔水管的美国“挑战者号”、“决心号”,和采用隔水管系统的日本“地球号”。当前我国参与大洋钻探计划的方式是派科学家参加“决心号”相关航次从事研究工作。为实现海洋领域的自主探索,考虑到立管系统钻探船运行费用高昂及适用水深限制,我国拟建造性价比更高的无隔水管科学钻探船。大洋科学钻探船的主要任务是在海底钻孔取芯,工程中经常需要将钻杆提上钻探船对磨损的钻头进行更换,并再次返回之前的钻孔继续钻进;而面对数千米的水深,对于采用海底直接裸钻的无隔水管钻探船就存在钻杆重返钻孔问题,钻孔重返系统则用来支持实现这一操作。钻孔重返系统是大洋科学钻探船的重要组成部分,系统性能影响整个钻探工程的工作效率。本论文从大洋钻探官网中搜集了大量“挑战者号”、“决心号”钻孔重返系统设计和试验资料,归纳总结了系统工作原理及系统构成,对涉及到的技术进行整理研究。在此基础上提出钻孔重返定位系统新方案,包括远场定位和近场定位两部分,远场定位采用水声定位技术,近场定位采用可视化观测方式。进一步设计了近场定位的关键装备深水电视的软硬件系统,通过实时获取水下视频图像,发现并定位返孔锥,并监视钻杆重入钻孔。论文研究了无隔水管大洋钻探船钻孔重返系统,提出了钻孔重返定位系统新方案,设计了近场定位关键装备深水电视的软硬件系统并验证了其可行性,对我国自主设计研制大洋钻探船钻孔重返系统有一定参考价值。
二、嵌入式系统技术与船舶主机实时仿真的研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、嵌入式系统技术与船舶主机实时仿真的研究（论文提纲范文）
（5）船舶远程数据监测系统设计与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状及相关技术发展 |
| 1.3 船舶远程数据监测的必要性 |
| 1.4 论文主要研究内容与章节安排 |
| 第2章 系统分析与总体方案研究 |
| 2.1 系统设计原则 |
| 2.2 系统需求分析 |
| 2.3 船联网的系统架构 |
| 2.4 信息采集 |
| 2.5 数据传输 |
| 2.6 远程监测平台 |
| 2.7 系统总体方案设计 |
| 2.8 本章小结 |
| 第3章 般载系统设计与实现 |
| 3.1 船载系统架构设计 |
| 3.2 系统软件环境搭建 |
| 3.3 硬件设计 |
| 3.4 软件系统设计 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 MANET通信网络模型研究 |
| 4.1 MANET |
| 4.2 节点移动模型 |
| 4.3 节点移动模型设计 |
| 4.4 MANET路由仿真 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 远程数据监侧平台设计与实现 |
| 5.1 远程数据监测平台框架设计 |
| 5.2 数据库设计 |
| 5.3 消息接口设计与实现 |
| 5.4 Web服务设计与实现 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文目录 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（6）基于ARM的机场引导车车载测距系统的设计与开发（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究目的和意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 国外研究现状 |
| 1.3.2 国内研究现状 |
| 1.3.3 现有体系的不足 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 第2章 车载测距系统总体方案分析和设计 |
| 2.1 需求分析 |
| 2.1.1 数据采集 |
| 2.1.2 数据传输 |
| 2.1.3 数据存储 |
| 2.1.4 数据显示 |
| 2.2 系统性能设计需求 |
| 2.3 整体架构 |
| 2.4 关键技术分析 |
| 2.4.1 激光测距技术在车载测距系统的应用 |
| 2.4.2 4G通信技术在车载测距系统的应用 |
| 2.4.3 嵌入式系统在车载测距系统的应用 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 车载测距系统硬件设计 |
| 3.1 硬件整体结构 |
| 3.2 硬件平台构建 |
| 3.3 功能模块设计 |
| 3.3.1 车载终端测距模块 |
| 3.3.2 车载终端通信模块 |
| 3.3.3 车载终端存储及交互模块 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 车载测距系统软件设计 |
| 4.1 嵌入式软件平台搭建 |
| 4.1.1 软件平台整体结构 |
| 4.1.2 软件平台开发环境构建 |
| 4.1.3 Android系统移植 |
| 4.2 功能模块软件设计 |
| 4.2.1 激光测距功能的软件设计 |
| 4.2.2 移动通信功能的软件设计 |
| 4.3 数据库与车载测距APP的软件设计 |
| 4.3.1 SQLite数据库的设计 |
| 4.3.2 车载测距系统APP的设计 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 车载信息交互平台测试 |
| 5.1 车载测距终端测试 |
| 5.2 激光测距功能测试及误差分析 |
| 5.2.1 晴朗天气激光测距性能测试 |
| 5.2.2 小雨天气下激光测距性能测试 |
| 5.2.3 薄雾天气下激光测距性能测试 |
| 5.2.4 激光测距动态稳定性测试 |
| 5.3 4G联网功能测试 |
| 5.4 车载测距系统APP功能实现 |
| 5.4.1 车载测距系统APP登录界面 |
| 5.4.2 航班信息查询及任务状态显示界面 |
| 5.4.3 任务执行及显示界面 |
| 5.5 系统测试结果 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术成果 |
| 致谢 |
（7）基于多种通信方式的船舶监控系统的设计与实现（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 背景及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 研究的内容及重点 |
| 1.3.1 船载多源异构传感器采集及通信方式的研究 |
| 1.3.2 传感器节点控制器网络的数据传输方式及控制方法的研究 |
| 1.3.3 可视化界面与船载软件/远程平台对接相关研究 |
| 1.4 论文主要内容及结构 |
| 第二章 系统的总体设计 |
| 2.1 系统设计分析 |
| 2.1.1 系统需求分析与规格说明 |
| 2.1.2 系统设计概况 |
| 2.2 硬件系统结构设计分析 |
| 2.2.1 节点控制器外接设备接口与数据类型 |
| 2.2.2 从节点控制器结构设计 |
| 2.2.3 主节点控制器结构设计 |
| 2.2.4 组网方式设计 |
| 2.3 软件系统结构设计分析 |
| 2.3.1 从节点控制器软件结构设计 |
| 2.3.2 主节点控制器软件结构设计 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 硬件系统设计与实现 |
| 3.1 电路原理图和PCB设计工具软件选择 |
| 3.2 主节点控制器电路设计 |
| 3.2.1 MCU最小系统模块电路 |
| 3.2.2 外部存储器模块电路 |
| 3.2.3 外接设备模块电路 |
| 3.2.4 人机交互模块电路 |
| 3.2.5 报警模块电路 |
| 3.3 从节点控制器电路设计 |
| 3.3.1 MCU最小系统模块电路 |
| 3.3.2 测试模块电路 |
| 3.3.3 传感器连接模块电路 |
| 3.4 主/从节点控制器组网通信模块电路 |
| 3.5 硬件系统实现 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 软件系统设计与实现 |
| 4.1 软件设计平台选择 |
| 4.2 主/从节点控制器主要工作流程设计 |
| 4.2.1 主节点控制器主要工作流程设计 |
| 4.2.2 从节点控制器主要工作流程设计 |
| 4.3 移植与配置 |
| 4.3.1 Free RTOS |
| 4.3.2 Fat Fs |
| 4.3.3 em Win |
| 4.3.4 RL-TCP |
| 4.4 传感器数据解析程序设计 |
| 4.4.1 RS232 通信程序设计 |
| 4.4.2 RS485 通信程序设计 |
| 4.4.3 1-Wire通信程序设计 |
| 4.4.4 A/D通信程序设计 |
| 4.5 组网程序数据包设计 |
| 4.6 SD卡存储程序设计 |
| 4.7 外接通信设备程序设计 |
| 4.7.1 VSAT通信程序设计 |
| 4.7.2 北斗/GPS通信程序设计 |
| 4.7.3 4G通信程序设计 |
| 4.8 LCD显示程序设计 |
| 4.9 本章小结 |
| 第五章 系统功能测试 |
| 5.1 硬件测试 |
| 5.2 软件测试 |
| 5.2.1 组网测试 |
| 5.2.2 使用测试 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 未来展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 附录一:设备实物图 |
| 附录二:主/从节点控制器实物图 |
| 攻读学位期间取得的学位论文创新性科研成果 |
| 致谢 |
（8）面向自主船舶的危险分析方法研究（论文提纲范文）
| 创新点摘要 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究的必要性及意义 |
| 1.3 国内外相关研究现状及进展 |
| 1.3.1 自主船舶的安全性研究 |
| 1.3.2 危险分析方法的发展与演变 |
| 1.3.3 系统理论过程分析的应用 |
| 1.4 自主船舶安全性研究中存在的问题及解决思路 |
| 1.5 主要研究内容与结构框架 |
| 1.5.1 主要研究内容 |
| 1.5.2 结构框架 |
| 1.6 本章小结 |
| 2 自主船舶的定义及其自主水平的界定 |
| 2.1 自主船舶的历史沿革 |
| 2.2 自主船舶的发展历程 |
| 2.3 自主船舶的定义与自主化演变 |
| 2.3.1 自主船舶的定义 |
| 2.3.2 船舶自主化的演变 |
| 2.4 自主水平分级标准 |
| 2.4.1 LR自主水平分级标准 |
| 2.4.2 NFAS自主水平分级标准 |
| 2.4.3 DMA自主水平分级标准 |
| 2.4.4 MASRWG自主水平分级标准 |
| 2.4.5 BV自主水平分级标准 |
| 2.4.6 IMO自主水平分级标准 |
| 2.5 自主水平分级标准的划分依据 |
| 2.6 基于航海实践的自主水平分级方法 |
| 2.7 实例分析 |
| 2.7.1 “Folgefonn”号渡轮自主水平分级 |
| 2.7.2 “Falco”号渡轮自主水平分级 |
| 2.8 本章小结 |
| 3 面向自主船舶的危险分析方法适用性评估 |
| 3.1 危险分析方法的选取与概述 |
| 3.1.1 基于事件链的危险分析方法 |
| 3.1.2 基于能量转移的危险分析方法 |
| 3.1.3 基于状态迁移的危险分析方法 |
| 3.1.4 基于系统理论的危险分析方法 |
| 3.1.5 其他危险分析方法 |
| 3.2 基于系统工程的适用性评估方法 |
| 3.2.1 文献综述的数据准备 |
| 3.2.2 危险分析方法的筛选 |
| 3.2.3 评估程序的确定 |
| 3.2.4 评估准则的生成 |
| 3.3 适用性评估过程 |
| 3.3.1 聚类分析 |
| 3.3.2 适用性评估结果 |
| 3.4 适用性评估结果分析 |
| 3.4.1 存在局限性的危险分析方法 |
| 3.4.2 STPA的适用性分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 面向自主船舶的危险分析与安全性建模 |
| 4.1 自主船舶的系统安全描述 |
| 4.1.1 自主船舶的运行特点 |
| 4.1.2 自主船舶面临的系统风险 |
| 4.2 危险分析的基本原理 |
| 4.2.1 危险及其相关术语的定义 |
| 4.2.2 危险的转化 |
| 4.2.3 危险分析过程 |
| 4.3 基于STPA的安全性协同分析方法 |
| 4.3.1 STPA及其扩展方法的局限性 |
| 4.3.2 STPA-SynSS的提出 |
| 4.4 考虑退化组件的自主船舶安全性建模 |
| 4.5 实例分析 |
| 4.5.1 基于STPA-SynSS的远程控制船舶危险分析 |
| 4.5.2 考虑退化组件的远程控制船舶安全性建模 |
| 4.6 STPA-SynSS与STPA危险分析结果的对比分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 面向自主船舶的形式化建模与危险分析结果验证 |
| 5.1 形式化方法概述 |
| 5.2 基于时间自动机的模型检测方法 |
| 5.2.1 模型检测的基本原理 |
| 5.2.2 时间自动机理论 |
| 5.2.3 时间自动机网络 |
| 5.2.4 模型检测工具UPPAAL概述 |
| 5.3 基于时间自动机的STPA-SynSS扩展流程 |
| 5.4 远程控制船舶时间自动机网络模型的构建 |
| 5.5 STPA-SynSS危险分析结果的验证 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读博士学位期间的科研成果 |
| 致谢 |
（9）基于无线网络的船舶航向保持控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 船舶自动舵的研究现状 |
| 1.2.1 自动操舵仪的发展 |
| 1.2.2 自动舵的国内外研究现状 |
| 1.3 无线网络控制系统的研究现状 |
| 1.3.1 无线网络控制系统的常见问题 |
| 1.3.2 无线网络控制系统的国内外研究现状 |
| 1.4 无线网络在船舶中的应用研究 |
| 1.4.1 远程无线网络在船舶中的应用研究 |
| 1.4.2 近距无线网络在船舶中的应用研究 |
| 1.5 本领域待研究的问题 |
| 1.6 本文主要工作与内容 |
| 2 船舶无线传感器网络的节能优化研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 无线传感器网络操作系统的研究 |
| 2.2.1 无线传感器网络操作系统的设计目标 |
| 2.2.2 无线传感器网络操作系统的低功耗调度机制 |
| 2.3 Mindows操作系统 |
| 2.3.1 Mindows的文件组织结构 |
| 2.3.2 定时器触发的实时抢占调度 |
| 2.3.3 信号量 |
| 2.3.4 队列 |
| 2.4 基于Mindows操作系统的无线传感器网络节点低功耗设计 |
| 2.4.1 微处理器的低功耗设计 |
| 2.4.2 外围设备的低功耗设计 |
| 2.4.3 电池管理实现 |
| 2.5 测试与验证 |
| 2.5.1 基于Mindows的节点节能测试 |
| 2.5.2 节点节能对比测试 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 基于无线网络的船舶航向保持控制测试平台 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 仿真测试平台设计及工作流程 |
| 3.3 仿真平台各模块功能 |
| 3.3.1 近距无线网络模块 |
| 3.3.2 远程无线网络模块 |
| 3.3.3 船舶模型模块 |
| 3.3.4 本地和远程控制器模块 |
| 3.4 节点硬件设计 |
| 3.5 节点软件设计 |
| 3.5.1 传感器和路由节点软件设计 |
| 3.5.2 协调器节点软件设计 |
| 3.6 界面设计 |
| 3.7 仿真实例 |
| 3.8 本章小结 |
| 4 基于灰色预测的船舶航向简捷鲁棒控制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 船舶平面运动数学模型 |
| 4.2.1 状态空间型船舶平面运动数学模型 |
| 4.2.2 航向保持系统非线性数学模型 |
| 4.3 灰色预测算法 |
| 4.3.1 GM(1,1)基本预测模型 |
| 4.3.2 改进的GM(1,1)预测模型 |
| 4.4 船舶航向简捷鲁棒控制器 |
| 4.4.1 闭环增益成形算法 |
| 4.4.2 简捷鲁棒控制器的设计 |
| 4.5 仿真实例 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 基于冗余无线网络的船舶航向保持控制 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 从通信角度出发设计多路径ZigBee网络 |
| 5.2.1 并行不相交多路径路由发现 |
| 5.2.2 基于能量均衡的并行不相交多路径选择策略 |
| 5.3 从控制角度出发设计船舶航向保持控制器 |
| 5.3.1 基于WiNCS的船舶航向保持控制器设计 |
| 5.3.2 灰色预测模型 |
| 5.3.3 基于非线性的船舶航向保持积分Backstepping简捷鲁棒控制器 |
| 5.4 仿真研究 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读博士学位期间的科研成果 |
| 致谢 |
（10）大洋钻探钻孔重返系统技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景 |
| 1.1.1 国际大洋钻探计划与大洋科学钻探船 |
| 1.1.2 我国参与大洋钻探计划现状 |
| 1.1.3 我国深海钻探作业模式研究倾向 |
| 1.1.4 钻杆钻头重返钻孔操作与钻孔重返系统(Re-entry System) |
| 1.2 国内外技术现状 |
| 1.2.1 “格罗玛·挑战者号”及“乔迪斯·决心号”钻孔重返系统 |
| 1.2.2 国内钻孔重返系统技术现状 |
| 1.3 选题研究内容及意义 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 研究意义 |
| 第二章 钻孔重返系统构成 |
| 2.1 钻孔重返系统构成及工作方式 |
| 2.1.1 钻孔重返系统构成 |
| 2.1.2 钻孔重返系统工作方式 |
| 2.2 船舶动态站位技术 |
| 2.3 水下声学定位技术 |
| 2.4 海底钻孔返孔锥 |
| 2.5 钻孔重返系统可视化装置 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 钻孔重返定位系统研究及设计 |
| 3.1 钻孔重返定位系统可行性理论分析 |
| 3.1.1 水声定位技术基本原理 |
| 3.1.2 使用水声定位技术的钻孔重返定位系统误差数学建模 |
| 3.1.3 仿真结果分析 |
| 3.2 钻孔重返定位系统方案设计 |
| 3.3 钻孔重返定位系统操作流程设计 |
| 3.4 钻孔重返定位系统各部分性能要求 |
| 3.4.1 水声定位系统性能要求 |
| 3.4.2 返孔锥尺寸要求 |
| 3.4.3 深水电视装置性能要求 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 深水电视系统方案设计 |
| 4.1 深水电视功能需求分析 |
| 4.2 深水电视装置总体方案设计及系统构成 |
| 4.2.1 深水电视装置总体方案设计 |
| 4.2.2 深水电视装置系统构成 |
| 4.3 遥传编码技术及电缆高速遥传系统 |
| 4.3.1 通信电缆传输性能 |
| 4.3.2 高速遥传编码技术 |
| 4.3.3 电缆高速遥传系统 |
| 4.4 水下仪系统软硬件设计实现 |
| 4.4.1 水下仪系统构成 |
| 4.4.2 网络高清摄像头模组 |
| 4.4.3 主控单元硬件选型及引脚配置 |
| 4.4.4 水下仪主控系统软件设计 |
| 4.5 地面系统软硬件设计实现 |
| 4.5.1 地面系统构成 |
| 4.5.2 视频存储回放功能 |
| 4.5.3 字符叠加(OSD)功能实现 |
| 4.5.4 主控单元芯片选型及电路板设计 |
| 4.5.5 地面主控单元软件设计 |
| 4.5.6 上位机软件设计实现 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 深水电视系统测试 |
| 5.1 四芯电缆传输性能测试 |
| 5.1.1 遥传模块直连通信测试 |
| 5.1.2 遥传模块通过铠装电缆传输速率测试 |
| 5.2 控制功能测试 |
| 5.2.1 水下仪主控单元功能测试 |
| 5.2.2 地面控制系统功能测试 |
| 5.2.3 字符叠加功能及回放功能测试 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 不足与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间参加的科研情况及获得的学术成果 |
四、嵌入式系统技术与船舶主机实时仿真的研究（论文参考文献）
- [1]TBD620型船舶发电柴油机的建模与健康状态研究[D]. 笪睿. 江苏科技大学, 2021
- [2]面向高压共轨柴油机运维管理的数字孪生建模研究[D]. 李响. 哈尔滨工程大学, 2021
- [3]船用低速双燃料发动机控制策略研究[D]. 药超. 哈尔滨工程大学, 2021
- [4]水面无人驾驶的动力学建模与路径跟踪控制算法研究[D]. 王泽文. 哈尔滨工业大学, 2021
- [5]船舶远程数据监测系统设计与实现[D]. 蔡亚刚. 山东大学, 2021(12)
- [6]基于ARM的机场引导车车载测距系统的设计与开发[D]. 郭俊珲. 哈尔滨理工大学, 2021(09)
- [7]基于多种通信方式的船舶监控系统的设计与实现[D]. 郭弋平. 兰州大学, 2021(09)
- [8]面向自主船舶的危险分析方法研究[D]. 周翔宇. 大连海事大学, 2020(04)
- [9]基于无线网络的船舶航向保持控制研究[D]. 姜日凡. 大连海事大学, 2020(04)
- [10]大洋钻探钻孔重返系统技术研究[D]. 陈威冲. 西安石油大学, 2020(04)