船舶油污監(jiān)測系統(tǒng)的設計以及數據壓縮算法的應用研究.pdf

1、在海洋以及長江內河流域，船舶含油污水的排放給長江水域帶來嚴重的污染和破壞，危害了人體的健康和社會的公共利益。因此，如何監(jiān)督船舶油污排放是當前的一個重要課題。為了適應國際海事組織《73/78防污公約》規(guī)定的排放要求，設計一套可以實時地監(jiān)控并且記錄下船舶油水分離器排放的情況的船舶油污排放監(jiān)控系統(tǒng)十分必要，方便海事人員了解船舶油污排放的情況。
　　 由于船舶在航行時無法實時有效地上船監(jiān)視其油污排放情況，只能記錄下油水分離器每次排放的時

2、間以及濃度指標，以供海事人員查驗。本文在此思路的指引下設計了一種基于射頻IC卡技術的油污排放監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)以單片機為主控芯片，并且研究了一套數據壓縮算法以解決IC卡存儲容量小的弊端。本監(jiān)測終端主要由三部分組成：以51單片機為核心的主控單元、射頻卡讀寫模塊以及以FPGA器件為核心的數據壓縮系統(tǒng)。射頻卡讀寫模塊采用的是PHILIPS公司最新生產的讀卡芯片MF RC500，用來與射頻IC進行無線通信，主控單元主要采集和管理傳感器數據，數據壓

3、縮系統(tǒng)則對采集來的數據進行壓縮編碼處理。
　　 本課題研究的是一種基于FPGA的數據實時無損壓縮系統(tǒng)，算法采用LZW算法。首先通過對比分析常用數據無損壓縮算法的特點得出LZW算法在實時性、實現復雜度、所需的存儲容量、算法的壓縮效果和適用的場合方面都有不錯的特點，因此以它作為硬件實現的算法。本設計采用QUARTUSⅡ為FPGA器件軟件開發(fā)平臺，采用Verilog+原理圖的混合輸入方式進行層次化描述。
　　 論文的具體研究工

4、作可以概括為以下幾個方面：
　　 (1)根據油污排放監(jiān)控系統(tǒng)的機理，完成了監(jiān)控系統(tǒng)總體設計、IC卡讀寫模塊選型、數據壓縮算法選擇、各個功能芯片的選型與應用。
　　 (2)按照EDA設計方法，完成監(jiān)控系統(tǒng)各個硬件模塊的設計，包括電路原理圖的設計，PCB的制作等，并且在選型設計的過程中充分考慮了降成本降功耗技術，并對電路進行了測試和實驗。
　　 (3)利用軟件工程結構化的設計方法，完成了監(jiān)控系統(tǒng)的總體軟件的設計，基本