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摘 要

海上交通运输在国际交通运输中地位越来越高,越来越多的沿海人民通过捕鱼为生，因此渔船数量不断增加。近年来，船舶制造技术不断发展,远海渔船航行时常常会出现事故。为了在最大程度上减少这种情况的发生,必须要加强远海渔船避碰识别系统的研究。智能化、信息化不断发展,给造船技术提供了便捷，促进了船舶的技术发展，提高了海上航行安全性。

本次课题设计研究的是主动型汽远海渔船避碰识别系统，通过轮船航行时自我监控来保障行驶状态。核心控制器是单片机，我们想要得出渔船之间的实时距离，最直接的方法就是通过超声波传感器计算发出高电平的往返时间，得到的距离信息通过数码管显示给驾驶人员，而报警模块则起监察作用，当轮船之间的距离小于警戒距离时，警示灯亮，蜂鸣器报警，驾驶人员能够及时做出调整，保证海上航行安全。

关键词：智能海上交通系统 安全距离 超声波测速 蜂鸣器报警

Research on Collision Avoidance Identification System for Offshore Fishing Vessels

Abstract

Maritime transportation plays an increasingly important role in international transportation. More and more coastal people live by fishing, so the number of fishing boats keeps increasing. In recent years, with the continuous development of shipbuilding technology, accidents often occur in the voyage of fishing boats. In order to minimize the occurrence of this situation, it is necessary to strengthen the research on collision avoidance identification system of fishing boats in remote seas. The continuous development of intelligentization and informatization has provided convenience for shipbuilding technology, promoted the technological development of ships, and improved the safety of maritime navigation.

This project is designed to study the collision avoidance identification system of active Marine fishing boats, which ensures the running status through the self-monitoring of the ships during navigation. Core controller is a STM32F030C8T6 single-chip microcomputer, we want to get real-time distance between fishing vessels, the most direct approach is a high level of round-trip time through the calculation of ultrasonic sensor, through digital tube display the distance information to the driver, the alarm module is the supervisory role, when the distance is less than the warning distance between ships, warning lights, buzzer alarm, drivers can adjust in time, ensure the safety of the sea.

Keywords:intelligent marine traffic system;safety distance;ultrasonic speed measurement;buzzer alarm

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 引言 1

1.1 课题研究意义 1

1.2 国内外研究现状 2

1.2.1 国外研究现状 2

1.2.2 国内研究现状 3

1.3 本文主要研究内容和解决思路 3

第二章 基于STM32F030C8T6单片机的硬件与传感器选择 5

2.1 单片机简介 5

2.2 测距模块 7

2.2.1 测距传感器的选型 7

2.2.2 超声波测距传感器的工作原理 8

2.2.3 超声波测距传感器的选择及介绍 9

2.3 报警模块 9

第三章 远海渔船避碰识别系统设计 12

3.1 主动预警系统的构建 12

3.1.1 主动预警系统的原理 12

3.1.2 预警系统设计的总体框架 12

3.2 预警系统的具体硬件设计 12

3.2.1 STM32F030C8T6单片机外围电路 12

3.2.2 测距模块设计 13

3.2.3 显示模块设计 14

3.2.4 报警模块设计 15

3.3 本章小结 18

第四章 远海渔船避碰识别系统软件设计 19

4.1 主动预警系统软件设计流程 19

4.2 程序设计 20

4.2.1 船距测量程序 20

4.2.2 数码管显示程序 22

4.2.3 报警程序 23

4.2.4 关于滤波算法的选择 25

4.3 实验测试结果及分析 28

4.4 本章小结 29

第五章 远海渔船避碰识别系统的仿真测试 30

5.1 仿真测试 30

5.1.1 Proteus仿真软件介绍 30

5.1.2 测距模块仿真测试 30

5.1.3 报警模块模块 31

5.2 本章小结 33

第六章 总结与展望 34

6.1 全文总结 34

6.2 研究展望 34

致谢 35

参考文献 36

第一章 引言

1.1 课题研究意义

海上交通安全是指海上运输所涉人员和货物的安全^[1]。如图1-1所示，船舶作为海上交通的重要工具，船舶和船员的安全主要依靠海上交通安全，所以又称船舶安全^[2]。如图1-2，渔船碰撞事故在海上事故中发生概率比较大，往往造成很大的损失，海上交通事故一般分为两类: 自然灾害和人为因素。自然灾害造成的海上交通事故是不可避免的，但是在这个现代化技术发展迅速的时代，我们可以通过一定的技术研究来避免事故的发生，比如说我们现在研究的远海渔船避碰识别系统。

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