【正文】 控報警系統(tǒng) 的 軟件設計需要遵循以下幾點要求： ：如報警己經(jīng)應答，而且在第一次故障消除前又發(fā)生了第二次故障，此時應再次發(fā)出視覺和聽覺報警信號 ， 瞬時的故障發(fā)出的報警在應答前要予以保持。 系統(tǒng)軟件架構(gòu) 監(jiān)控報警系統(tǒng) 的軟件部分也按照模塊化思路進行設計，將整個系統(tǒng)分為若干個模塊以便第三章 監(jiān)控報警系統(tǒng)的分析與實現(xiàn) 19 于開發(fā)和維護，本節(jié)將從需求入手闡述整個軟件系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)。 對于無人值班機艙，必需要求監(jiān)測報警系統(tǒng)具有延伸報警功能。 表 各單元模塊的功能及在機艙內(nèi)的分布情況 處理單元主要擔任機艙信號的讀取，報警顯示和處理，延伸報警控制，報警記錄打印，系統(tǒng)故障診斷等任務。 在機艙中各個被監(jiān)測設備附近設置信號采集箱對各種傳感器信號進行采集，通過冗余的CAN 總線與集控室的監(jiān)測計算機進行通信。對字母數(shù)字的顯示、列表和圖形顯示應能迅速調(diào)用，其最大調(diào)用時間應滿足：優(yōu)先級高的所有報警和報警列表顯示小于或等于 2s，較低級別的列表和圖形顯示應小于或等于 30s。 第三章 監(jiān)控報警系統(tǒng)的分析與實現(xiàn) 15 產(chǎn)品行業(yè)規(guī)范要求 船舶監(jiān)控報警系統(tǒng)除了要滿足以上技術(shù)要求外，還需按照《鋼質(zhì)海船入級與建造規(guī)范》[28]、《船舶機艙監(jiān)視報警 裝置技術(shù)條件》 [29]和《電氣電子產(chǎn)品型式認可試驗指南》 [30]等相關(guān)行業(yè)規(guī)范，此處從規(guī)范中 總結(jié) 了以下 的重點 要求： ： 環(huán)境溫度： 0℃ ～ 55℃ 。 主要功能技術(shù)指標 機艙監(jiān)測報警系統(tǒng)在設計時必須滿足以下技術(shù)要求： ，一旦運行設備發(fā)生故障，自動發(fā)出聲、光報警信號。 本章還描述了 CAN 總線技術(shù)的概念和特點，并對 監(jiān)控報警系統(tǒng) 的傳輸 時的 CAN 總線的數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)進行了研究，從而決定了了 監(jiān)控報警系統(tǒng) 所采用的信息傳遞機制 和 應用層的通信協(xié)議并提出了提高系統(tǒng)可靠性的雙 CAN 冗余熱備份技術(shù)。時間冗余是指當系統(tǒng)發(fā)生錯誤時，通過重復的指令來達到修復錯誤的目的。 Modbus 的 兩種傳輸 方式分別 為 ASCII 和 RTU，因為 RTU在相同的波特率的情況下，數(shù)據(jù)的傳輸速率要比 ASCII 要快，因此監(jiān)控報警系統(tǒng)采用 RTU的機制。 在 CSMA算法中是沒有沖突檢測的， CAN 總線的仲裁機制有效的解決了這個問題，提高了通信的效率。圖 為過載幀的結(jié)構(gòu)。 圖 遠程幀結(jié)構(gòu) ：出錯幀只包含兩個不同的場。 下面是對各個幀結(jié)構(gòu)進行具體的分析： ：數(shù)據(jù)幀由不同的 7 個位場組成，分別為幀起始，仲裁場，控制場，數(shù)據(jù)場，CRC 場，應答場和幀結(jié)束。其中最大傳輸距離是指不接中繼器的兩個單元之間的 距離。 技術(shù)規(guī)范 [25]：為了使得 CAN 的報文在各種應用領(lǐng)域都能通用化， 1991 年 BOSCH公司制定并發(fā)布了 CAN 技術(shù)規(guī)范 ，分為 兩個部分。 為了對 監(jiān)控報警系統(tǒng) 有一個深入的了解，需要對 CAN 總線 進行簡單的研究。 CAN 的一些基本概念和特點 本系統(tǒng)之所以采用 CAN 總線作為系統(tǒng)的現(xiàn)場總線，還因為 CAN 總線與其它總線相比，它具有突出的性能、實時性、可靠性和靈活性，具體特點可以概括為以下幾點 [23]： ，網(wǎng)絡上任一節(jié)點在任何時刻都能夠主動向其它節(jié)點發(fā)送信息。 方案三：利 用現(xiàn)場總線進行組網(wǎng)，利用分布式 IO 模塊進行機艙信號的采集和控制，大大降低了監(jiān)測報警系統(tǒng)的硬件成本。 。 。隨著時間的推移，世界逐漸形成了兩個針鋒相對的互相競爭的現(xiàn)場總線集團：一個是以 Siemens、 Rosemount、橫河為首的 ISP 集團；另一個是由 Honeywell、 Bailey 等公司牽頭的 WorldFIP集團。由于現(xiàn)場總線的簡單、可靠、經(jīng)濟實用等一系列優(yōu)點，受到許多廠商的青睞。 第六章總結(jié)和展望。 FCS繼承了 DCS 的許多成熟技術(shù)，例如人機界面、基于 IEC611313的組態(tài)編程、冗余了熱備份的思想和方法等，但 FCS 完全超越的 DCS的框架，它 實現(xiàn)了測控設備的智能化，利用現(xiàn)場總線將一個個分散設備的信息集中起來，更好的體現(xiàn)了 “ 控制分散，信息集中 ” 的特點。 2020 年產(chǎn)值約 2 億元。 ? 德國 SAM Electronics 公司 ： SAM 船舶電子有限公司已有一百多年的歷史，總部位于德國漢堡，公司擁有員工 1700 人，銷售服務網(wǎng)絡遍及全球主要港口城市。其中集散型控制系統(tǒng)使用局域網(wǎng)通信，并逐漸以數(shù)字信號取代模擬信號。 因此，本論文在此機遇和形勢中，依托中電 36 所船舶電子項目部，參與其船舶 監(jiān)控報東南大學碩士學位論文 2 警系統(tǒng) 的研究開發(fā)而成。 船舶機艙設備眾多和復雜，為確保船舶及各機艙設備安全運行，需要經(jīng)常檢查和測試，而人工檢查的實時性不高，人工成本較高，工作強度大。 論文的研究工作初步解決了船舶 監(jiān)控報警系統(tǒng) 設計過程中的一些關(guān)鍵技術(shù)問題，基本滿足了船舶重要設備的監(jiān)控報警， 集中式監(jiān)控報警，監(jiān)測點可配置化和遠程實時報警等需求，系統(tǒng)人機界面友好，安全性和可靠性高，報警實時，具有很好的工程應用價值。而監(jiān)控報警系統(tǒng)作為船舶信息化和安全保障的基礎(chǔ)性設備，無論是新 造 船只 還是舊船改造都需要配備，本課題 正是 在 此背景 下進行的 研究和開發(fā)。盡我所知，除了文中特別加以標注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得東南大學或其它教育機構(gòu)的學位或證書而使用過的材料。論文的公布（包括刊登）授權(quán)東南大學研究生院辦理。 三 ．通過 監(jiān)控報警 系統(tǒng)的工作流程和報警處理流程 的設計， 保證 了 系統(tǒng)的安全性，并 通過對系統(tǒng)啟動后運轉(zhuǎn)機制的優(yōu)化處理，實現(xiàn)了系統(tǒng)資源的合理化運用 。s Monitoring and Alarm System, and basically met the requirements of the ship critical equipment monitoring alarm, the centralized alarm, the configuration of monitoring points and remote realtime alarm. The system has friendly interface, high security and reliability, realtime alarm, and it has good engineering applications. Keywords: CAN bus, data frame, alarm process, UI, extended alarm board 目錄 I 目錄 摘要 ..................................................................................................................................I Abstract ........................................................................................................................... II 目錄 ..................................................................................................................................I 第一章 緒論 .................................................................................................................... 1 研究背景 ............................................................................................................ 1 研究動機與目的 .................................................................................................. 1 國內(nèi)外研究現(xiàn) 狀 .................................................................................................. 2 發(fā)展歷史 ................................................................................................... 2 國內(nèi)外主要廠商及產(chǎn)品 .............................................................................. 2 DCS 和 FCS ............................................................................................... 3 章節(jié)安排 ............................................................................................................ 4 第二章 通信方式及相關(guān)技術(shù)原理分析 .............................................................................. 5 現(xiàn)場總線技術(shù) ..................................................................................................... 5 現(xiàn)場總線發(fā)展歷史及標準化 ....................................................................... 5 現(xiàn)場總線技術(shù)特點 ..................................................................................... 6 監(jiān)控報警系統(tǒng)組網(wǎng)方案選擇 ....................................................................... 6 CAN 總線 ............................................................................................................ 7 CAN 的一些基本概念和特點 ...................................................................... 8 四種數(shù)據(jù)幀及幀結(jié)構(gòu) ................................................................................. 9 信息傳遞機制 ................................................................................................... 12 雙 CAN 冗余熱備份技術(shù) ................................................................................... 12 本章小結(jié) .......................................................................................................... 13 第三章 監(jiān)控報警系統(tǒng)的分析與實現(xiàn) ............................................................................... 14 系統(tǒng)主要技術(shù)指標要求 ..................................................................................... 14 主要功能技術(shù)指標 ................................................................................... 14 產(chǎn)品行業(yè)規(guī)范 要求 ................................................................................... 15 系統(tǒng)硬件架構(gòu) ................................................................................................... 15 系統(tǒng)軟件架構(gòu) .........................