1.1 研究的目的及意义

水路运输在我国经济的飞速发展中扮演了极为重要的角色。我国有天然河流5800多条，河流总长43万公里，内河自然条件优越，且我国海洋资源丰富，拥有许多大型港口，是世界上最主要的贸易大国和航运大国之一。

然而随着世界发展的风云变幻，我国的水路运输业也面临着新的问题：一是随着世界经济的快速发展，地球上逐渐出现生态环境恶化和自然资源缺乏的紧张局面，由此导致的石油价格上涨给船舶的运营带来了极大的经济压力；二是由于受到陆路运输业、航空运输业的发展的冲击以及行业内的激烈竞争，水路运输价格下跌，燃油成本在船舶运营总成本中所占比重不断提高，船运公司的利润下降而运营成本偏高。 我国是石油和煤的能源需求大国。在2011年我国的石油表观消费量就达到了4.7亿吨，石油净进口量为2.64亿吨，对外依存度为56.3%。而船舶正是一种能源消耗非常大的交通运输工具，其油耗占世界总油耗的30%。因此实现对船舶油耗以及其他航行参数的监测并且据此降低油耗，科学地管理船舶，改善航运公司的运营状况，是具有非常重大的战略意义的。

目前，航运单位通常采用尽可能降低航行速度的方式来达到节约燃油的目的，实践证明这种做法的确有一定的节能效果，然而也存在明显的缺陷：如果只依据驾驶经验，缺少具体的数据作为参考，既无法直观地看到结果，也难以达到最为理想的效果。因此，必须采用科学的方法解决问题。电子电路集成技术以及现代通信技术的飞速发展为这一问题的解决提供了坚实的技术基础，使用船舶设备工况远程监控系统数据采集板装载在营运船舶上采集船舶燃油存量及主机燃油消耗以及船舶主机运行状态等信息，不仅船上的人可以直观地看到各项参数，实现降低油耗的可视化，岸上的工作人员还可以对船舶进行管理，通过分析航运数据对多艘船舶生成调度指导和航行方式指导，保证船舶与船舶之间互不干扰，以最佳方式顺利完成航行任务，最终实现船舶航行的安全性和高效性。因此本课题具有现实的研究意义。

1.2国内外研究现状

在二十世纪90年代以前，船舶的监控系统是封闭式的，这使得船舶在运行途中遇到危险或者故障时不能及时将详细情况反映给船务公司。21世纪以后，随着计算机技术、卫星通信技术和互联网技术等的突飞猛进，船舶管理开始走向信息化、网络化、自动化，如何利用现有的先进技术和资源开发一套具有良好效应的船岸管理信息系统，成为各大船运企业的重点研究项目。国内外很多大型船务公司都拥有自己的船岸通信系统，为实现船岸数据共享提供了一个快捷便利的平台。

目前，国外广泛使用的船舶监控软件主要有ABS公司的 SAFENET船舶监控管理软件以及 SPECTEC的AMOS船舶监控管理软件等。但国际知名的船舶管理公司、航运公司，如COLUMBLA、EVERGREEN、OOCL、BARBER、WALLEM、Pamp;O、DENHOLM及SEA.LAND等航运企业大部分都拥有自行开发的、符合本公司管理模式的船舶管理软件。

当今的船舶设备工况远程监控系统是由相对独立的几个部分构成的完整系统：在船上安装船舶运行数据采集板，对船只在航行中的各项数据，如油柜液位、主机冷却水温度、排烟温度、滑油压力等进行采集，并组帧上传至上位机，利用互联网通信现实船岸数据共享，仅仅通过一台联网的电脑，甚至是手机上的应用软件就能获取关于船舶运行的动态信息，使得对船舶的实时监控以及管理更加完善，也可以保障船舶在正确的指引下高效安全地航行。

2. 研究的基本内容与方案

本设计以电路设计为基础，结合单片机相关知识，对船舶设备工况远程监控系统数据采集板进行设计，实现对船舶航行时的数据进行实时采集监控。

船舶设备工况远程监控系统数据采集板是船舶设备工况远程监控系统的子系统，它装载在营运船舶上采集船舶燃油存量及主机燃油消耗以及船舶主机运行状态等信息。