潛艇艙室環境遠程檢測系統的設計

摘 要：利用遠距離擴頻無線通信進行檢測數據的遠程傳輸，用TCP協議對檢測數據打包，實現了基于IP技術的遠程檢測數據獲取。設計出一個潛艇艙室環境遠程檢測系統，以滿足遠程潛艇艙室內部環境中的各種有害氣體、氧氣、粉塵和噪聲的遠程檢測，提高了軍隊衛生裝備的遠程檢測能力和信息化水平。

關鍵詞：艙室環境； 遠程檢測； 無線通信； TCP協議

中圖分類號：TN91-34 文獻標識碼：A

文章編號：1004-373X(2011)17-0144-02

Design of the Remote Detection System about Submarine Cabin Environment

LI Na

(Department of Computer Science and Technology， Shaanxi Institute of Education， Xi’an 710061， China)

Abstract： Utilizing the wireless communication technology of distant spread spectrum to carry on the remote transmission for detected data. Using TCP protocol to package the detected data for achieving the remote detected data based on IP techno-logy. The remote detecting system of submarine cabin caters for the remote detection of various harmful gases or dust， oxygen and the noise in the internal environment of remote submarine cabin， and improves the ability of remote detection and Information of army's hygiene supplies.

Keywords： environment of cabin; remote detection; wireless communication; TCP protocol

0 引 言

隨著潛艇內部人機工程學的提高，艇內的各種有害氣體、氧氣、粉塵和噪聲的檢測越來約顯得重要。現在檢測的單一物理量的傳感器在準確度和響應時間上都能達到要求，然而對于多種測試指標的復雜測試需要以人工的方式分別對各測試儀器的數據進行記錄、統計，事后分析。無法實時的對所有儀器的測量數據進行動態監控報警，效率低下。特別對于測試儀器數量大、種類多，覆蓋范圍廣、距離長的移動環境的監測系統更具有挑戰性。因此，開發一種能集成多種測試儀器，統一通信協議模型和數據格式的長距離的移動的監測系統平臺迫在眉睫，意義重大。

潛艇艙室環境遠程檢測系統是將以傳感器技術、數據采集技術、多址接入技術、無線傳輸技術等技術結合并擴展的一個系統。首先，將各種單一傳感器集成在一起，要解決各傳感器對后端電路的特殊要求以及氣體對傳感器的交叉干擾的問題；其次，對于檢測數據的采集分析、融合需要開發新的軟件將不通協議的數據進行綜合分析；再者，多通道數據壓縮，多址接入，無線傳輸等問題都是需要解決的新的問題。所以，該系統是一個集合了多個新技術的一個新的系統性設備。

1 系統工作原理

如圖1所示，潛艇艙室環境遠程檢測系統由前端測量系統和后端監測車系統構成。前端測量系統通過各個數據采集單板采集到各傳感器的信號后送給前端數據處理單元，對采集的數據分析、提煉、打包壓縮。前端數據處理單元還通過數據總線接口接收一些監測設備的數據，也統一打包壓縮。打包壓縮后的數據通過擴頻無線通信終端傳輸出去。

后端監測系統通過擴頻無線通信終端接收前端的檢測數據，通過網口傳給數據處理終端，進行解包、處理、分析和圖表顯示。

2 系統構成

潛艇艙室環境遠程檢測系統由前端測量系統和后端監測車系統構成。系統框圖如圖2所示。

3 軟件設計

軟件系統是本系統的最關鍵的技術之一，有相當大的規模和工作量。

本系統軟件分為四個子系統來實現，監控終端主軟件系統，監控端處理軟件子系統，監測端處理軟件子系統，智能連接軟件子系統。前三個軟件子系統將在基于PC的軟件平臺上開發。智能連接軟件子系統將基于嵌入式軟件平臺開發，連接不同的儀器將有不同的協議轉換，所以這個子系統將有若干個不同的協議轉換應用軟件。

3.1 監控終端主軟件系統

監控終端主軟件系統的各功能模塊如圖3所示。

3.2 監控端處理軟件子系統

監控端處理軟件子系統功能模塊結構如圖4所示。

3.3 測試端處理軟件子系統

測試端處理軟件子系統功能模塊結構如圖5所示。

3.4 智能連接軟件子系統

智能連接模塊軟件子系統將基于嵌入式軟件平臺體系結構，其體系結構如圖6所示。

智能連接模塊軟件子系統將在此平臺上削減大部分不需要的功能模塊，加上不同的協議處理應用即可完成。

4 結 論

采用擴頻無線通信系統結合簡潔易用的TCP/IP協議棧，為系統提供了一個成本低、速度快的信息傳輸途徑，保證了系統的穩定可靠，抗干擾能力強。設計提供了一個傳統的檢測系統向遠程化、網絡化、信息化發展的實例，有著良好的應用前景。

參 考 文 獻

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作者簡介：

李 娜 女，1977年出生，講師，碩士研究生。主要研究方向為計算機應用及教學研究。