基本信息
- 項目名稱：
- 基于nRF905的應用于海上溢油回收裝置的無線節(jié)能監(jiān)測系統(tǒng)設計
- 小類：
- 信息技術
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 本作品是一個專業(yè)溢油應急環(huán)保船（即收油船）與海面上收油機之間的能實現(xiàn)數(shù)據(jù)監(jiān)測并傳輸?shù)臒o線系統(tǒng)，通過本系統(tǒng)能夠控制收油機監(jiān)控設備節(jié)能運行，提高收油機在惡劣海況下持續(xù)工作的能力。
- 詳細介紹：
- 本作品為“基于nRF905的應用于海上溢油回收裝置的無線節(jié)能監(jiān)測系統(tǒng)設計”，應用于專業(yè)溢油應急環(huán)保船收油設備上的課題。本作品選擇了微處理器ATmega64L和nRF905對數(shù)據(jù)進行處理和傳輸。通過對nRF905，ATmega64L，電源實現(xiàn)，數(shù)字顯示等系統(tǒng)進行硬件設計并組裝，并利用軟件實現(xiàn)對傳感器檢測到的數(shù)據(jù)進行處理和傳輸，并應用PCB設計并制作出電路板。最后通過事實模擬，證明本設備達到了設計要求，能進行數(shù)據(jù)命令的雙向傳輸和顯示，進一步減小了數(shù)據(jù)采集設備的功耗，實現(xiàn)功能的同時，達到了使收油機節(jié)能運行，提高在惡劣海況持續(xù)工作的效果。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術關鍵和主要技術指標
- 目的：設計制作一個專業(yè)溢油應急環(huán)保船（即收油船）與海面上收油機之間的能實現(xiàn)數(shù)據(jù)監(jiān)測并傳輸?shù)臒o線系統(tǒng)，并通過本系統(tǒng)控制收油機監(jiān)控設備節(jié)能運行，提高收油機在惡劣海況下持續(xù)工作的能力。 基本思路：利用nRF905無線傳輸模塊實現(xiàn)收油船與收油機兩端無線雙工通信，收油機需要接收命令并對收油機進行開機、待機控制，而收油船要接收并顯示收油機工作后實時監(jiān)測并傳輸?shù)绞沼痛系臄?shù)據(jù)，并通過數(shù)據(jù)判斷和操作向收油機發(fā)送待機和工作的命令，微處理器會通過對監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析對收油機監(jiān)控設備采取操作，使收油機能夠節(jié)能運行。收油船和收油機是通過微處理器AVR單片機ATmega64L對數(shù)據(jù)進行處理的。 創(chuàng)新點：在專業(yè)溢油應急環(huán)保船與海面收油器之間實現(xiàn)實時無線雙工通信，取代了電纜有線通信，維修更加方便，節(jié)約了成本；能實時監(jiān)測收油器內(nèi)的各項數(shù)據(jù)（油面、水面、泵速等），并能根據(jù)反饋回的信號和數(shù)據(jù)通過程序算法使得收油器監(jiān)控設備節(jié)能運行，減小能耗。 技術關鍵：1、ATmega64L與nRF905之間硬件連接； 2、如何確保nRF905傳送數(shù)據(jù)的正確性和可靠性; 3、如何實現(xiàn)收油器的監(jiān)測設備和收油船的監(jiān)測設備之間對接收到的不同信號實現(xiàn)不同的應答模式； 4、如何可靠的對收油器上的監(jiān)測設備進行開機及待機控制； 主要技術指標：傳輸距離300-500米，減少能耗60%以上。
科學性、先進性
- 本作品將溢油應急環(huán)保船與收油機之間的有線通信改為無線通信進行數(shù)據(jù)傳輸，相對于有線電纜既便于維修替換又節(jié)約了成本。利用微處理器程序算法實現(xiàn)收油機監(jiān)控設備節(jié)能運行，使得本設計實踐了現(xiàn)代技術的節(jié)能減排要求。相對于其他無線傳輸方式，如藍牙技術，超寬帶技術，紅外技術等，本作品使用的低功耗通信技術，即采用Nordic公司推出的nRF905芯片能在通信距離，通信質(zhì)量上達到產(chǎn)品功能要求，并有很高的性價比。
獲獎情況及鑒定結果
- 無
作品所處階段
- 中試階段
技術轉讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 實物、產(chǎn)品、現(xiàn)場展示
使用說明,技術特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預測
- 1、本作品分兩個模塊，分別安裝在收油船和收油機上。打開收油船上的開關，收油機工作，并在收油船模塊上能夠顯示數(shù)據(jù)。關閉開關，收油機停止工作。實驗室階段，數(shù)據(jù)是仿真接入收油機模塊端的。 2、本作品亮點有二：一是將溢油應急環(huán)保船與收油機之間的有線通信改為無線通信進行數(shù)據(jù)傳輸，并對收油機數(shù)據(jù)進行監(jiān)測處理。二是利用微處理器程序算法實現(xiàn)收油機監(jiān)控設備節(jié)能運行，保證了收油機在惡劣海況持續(xù)工作的能力。 3、在國際國內(nèi)對海洋溢油事故高度重視的大環(huán)境下，收油設備將在近幾年內(nèi)有較大的交易量，并且將不斷改進。本作品作為對溢油回收設備的改進，其無線，節(jié)能，高性價比，提高收油機持續(xù)有效工作能力的特點將伴隨著大量裝配收油機系統(tǒng)，其市場效益將不斷擴大。
同類課題研究水平概述
- 目前國際上清除水面溢油的方法大致分為物理法、化學法和生物法三類。其中，以物理法中的機械回收方法最為有益，不但保護了環(huán)境，還回收了資源，在能夠正常發(fā)揮作用的前提下，清除效率要顯著高于人力回收和采用吸油材料吸附溢油。 我國的溢油回收監(jiān)測系統(tǒng)尚處在起步階段。目前尚沒有研究建立總體溢油模型系統(tǒng)，現(xiàn)有的溢油預測系統(tǒng)覆蓋海域范圍小，也比較分散，存在核心技術空白，溢油回收船、收油機等設備與國外設備相比，其競爭力有待提高。 美國、挪威、英國、丹麥、澳大利亞等國已開展了多年的油污清除技術及裝備的研究，取得了一些成功經(jīng)驗。例如： 1990年清污中，安裝在“TV010”號船上的芬蘭 LORS-5型內(nèi)置式收油機和“TV050”、“TV051”號船舶一起將全部泄漏溢油的60%成功回收。美國鑒于1989年阿拉斯加“埃克森?瓦爾迪茲號”大面積溢油事故因缺乏多功能溢油應急船而蒙受重大污染損害的經(jīng)驗教訓，研制了多艘將主要清污技術有效集成的溢油回收船，配備于其境內(nèi)的主要溢油風險海域。 現(xiàn)行使用的機械回收裝置主要有粘附式、堰式、動態(tài)斜面式、抽吸式及其它類型的收油機。市面上大多是溢油回收系統(tǒng)已配有監(jiān)控設備，以便監(jiān)測集油箱內(nèi)部的油水界面，油氣界面和水氣界面等各項參數(shù)。 現(xiàn)在生產(chǎn)的收油機大多是配備的有線電纜與收油船進行數(shù)據(jù)通信，在水體，尤其是在腐蝕環(huán)境或收油環(huán)境中有線壽命低，成本高，高效收油機的監(jiān)控設備并沒有專門節(jié)能控制運行。而本課題就是對此進行改進，將之間的通信改由無線，對收油機監(jiān)控設備實現(xiàn)節(jié)能運行，這樣就實現(xiàn)了對溢油回收系統(tǒng)進一步改進。
