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随着船舶工业的发展,舰船测控技术不断提高,各种智能传感器被广泛应用于机舱监控领域。以现场总线为基础的分布式监控系统已成为船舶自动控制领域的发展方向。本文使用以太网和CAN总线设计了一套船舶机舱监控系统,包括从站监控节点、CAN总线接口转换器、主站监控节点三部分。船舶机舱监控系统实现机舱动力设备运行参数的采集与传输、数据分析、故障报警和参数的动态显示等功能。主站监控单元使用工业控制计算机,包括用户数据库、图像监控模块、数据分析模块等多种软件模块,实现对机舱环境参数、主机工作状况以及机舱视频图像的监控。系统通过对监控信息的融合实现机舱火灾报警、轮机工作状态监测等功能。文章首先介绍了船舶机舱监控系统的发展历程及现场总线在船舶监控领域的应用,通过对多总线冗余模型的分析,提出基于双CAN总线和以太网综合冗余的监控数据传输方案。接着对通信系统常用数据传输模型进行比较,制定监控系统的通信协议,详细地介绍了从站节点的软硬件设计、CAN接口转换器设计。在工控计算机上开发监控主站软件,介绍主站各个功能模块的实现,并着重分析了总线状态检测与冗余传输模块的设计流程,使用.NET Winfrom框架开发客户端图形监控界面,简要介绍了界面功能与实现方法。最后对本文所做的工作进行了总结与展望,指出设计的不足之处和需要进一步研究的内容。设计的船舶监控系统具有以下特点:(1)为保证监控节点数据传输的可靠性,设计采用两条CAN总线、一条以太网的多总线冗余设计,实现从物理层到数据链路层的全面冗余,通过通信协议栈屏蔽底层传输差异,向应用层提供统一接口,协议栈能自动检测总线状态,根据传输数据的流量自动选择总线,实现从站路由实时切换。(2)设计的CAN接口转换器使用USB接口实现CAN总线与主站计算机之间数据交互,具有数据传输带宽大、传输延迟小等特点,使用转换器接口函数库对CAN报文传输细节作了抽象,方便用户二次开发。(3)主站节点采用客户端/服务器(C/S)设计模式,将数据的采集与处理过程相分离,使用应用程序间通信接口实现两者间数据交互,提高了设计灵活性。(4)在Windows操作系统上使用C# Winfrom框架开发客户端监控程序,具有界面友好、直观等优点。本文设计的船舶监控系统,结合了CAN和以太网综合冗余技术,解决了监控数据的传输可靠性问题,实现机舱设备的远程监控,具有很大的发展与应用前景。该项目的来源是浙江省重大科技攻关项目“基于CAN总线冗余的船舶机舱监控系统”。