电子技术和网络技术在船舶中的发展,推进了船舶自动化的进程。嵌入式技术以应用为中心、基于计算机技术、软硬件可裁剪、满足系统在功能、可靠性、成本和体积上的严格要求[1],在船舶机舱监测报警系统中具有广泛的应用前景。本文在综述和分析船舶机舱监测报警系统发展现状的基础上,设计并初步实现了基于CAN总线+以太网的双级网络嵌入式船舶机舱监测报警系统,满足底层数据传输实时性和上层大容量数据传输的要求。本文设计的UPS电源模块能够实现在主电网失电情况下通过24V应急电源对系统进行平稳切换的功能。本系统主要设计了现场分布式处理单元、延伸报警装置和CAN-Ethernet网关三个部分。现场分布式处理单元分布在机舱各个监测点,主要实现现场数字量采集、模拟量采集和控制现场执行机构等功能。本单元模块都选用基于ARM CortexTM-M3内核的STM32F107VCT6作为微处理器,各模块之间全部实现了 CAN通信的双冗余连接。在KeilμVision5软件开发平台上,根据控制流程图,用C语言编写逻辑控制程序。在软件系统中移植μC/OSⅡ操作系统,提高了系统实时性和多任务性能表现。延伸报警装置位于轮机员舱室、驾驶室和公共场所,是按照无人机舱的基本原则设计的。本文的延伸报警装置以STM32F103微处理器为核心,参照Kongsberg公司延伸报警装置的操控界面制作带有按键和显示窗口的贴膜。本装置和集控台、驾控台通过上层以太网组网。CAN-Ethernet网关层作用是连接现场分布式处理单元和延伸报警装置以实现CAN-Ethernet帧格式的转换。网关硬件采用W7100A+SJA1000的结构,W7100A包含8051内核和全硬件的TCP/IP协议,具有性能稳定、成本低等优点。经过各组成部分的调试和总体性能测试,分布式处理单元和延伸报警装置都能实现基本的控制功能,为系统的后期完善打下了基础。