摘要：針對(duì)船舶氣象儀保障維修而設(shè)計(jì)的船舶氣象儀測(cè)試系統(tǒng)，包括信息處理終端、主儀器檢測(cè)模塊、傳感器檢測(cè)模塊，各個(gè)模塊都采用基于AVR單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)，模塊之間通過CAN總線進(jìn)行通信。結(jié)果表明，船舶氣象儀測(cè)試系統(tǒng)能夠快速檢測(cè)船舶氣象儀故障，與單純依靠人工方式排查故障相比，故障檢測(cè)時(shí)間縮短了60％以上。
關(guān)鍵詞：船舶氣象儀保障維修；船舶氣象儀測(cè)試系統(tǒng)；AVR單片機(jī)；CAN總線

船舶氣象儀是船舶導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)備之一，可測(cè)量船舶所在位置海區(qū)的風(fēng)速、風(fēng)向、溫度、濕度、氣壓等多項(xiàng)氣象要素，可向船舶的導(dǎo)航系統(tǒng)傳送實(shí)時(shí)的氣象參數(shù)。船舶氣象儀一旦出現(xiàn)故障，將會(huì)影響船舶操作人員對(duì)各種氣象要素的估計(jì)和判斷，甚至導(dǎo)致航行船舶失控、擱淺、觸礁、傾覆等嚴(yán)重事故。為了保障船舶氣象儀能夠時(shí)刻處于良好的狀態(tài)，需要先進(jìn)的測(cè)試技術(shù)和便攜式的測(cè)試設(shè)備對(duì)船舶氣象儀的運(yùn)行情況進(jìn)行檢測(cè)。但是，目前市面上還沒有出現(xiàn)一套完整的測(cè)試系統(tǒng)來完成對(duì)現(xiàn)有船舶氣象儀的檢測(cè)任務(wù)，以滿足船舶操作人員的使用和保障需求。針對(duì)目前船舶上普遍使用的氣象儀器專門設(shè)計(jì)的船舶氣象儀測(cè)試系統(tǒng)，能夠很好地完成船舶氣象儀的故障測(cè)試任務(wù)，縮短船舶氣象儀的測(cè)試診斷時(shí)間，滿足船舶氣象儀的快速維修要求，其操作簡(jiǎn)便，測(cè)試效率高，大大降低了氣象儀的維修費(fèi)用。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
在分析船舶氣象儀軟硬件原理和結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，充分考慮船舶的維修環(huán)境，確定了便攜式、模塊化設(shè)計(jì)思想。由于船舶氣象儀主要由主儀器和各種氣象要素傳感器兩大部分組成，因此分別設(shè)計(jì)了主儀器檢測(cè)模塊和傳感器檢測(cè)模塊。信息處理終端是船舶氣象儀測(cè)試系統(tǒng)的控制核心，提供人機(jī)交互界面和操作按鍵，響應(yīng)用戶的操作命令并顯示檢測(cè)信息。系統(tǒng)總體框圖如圖1所示。圖中虛線框內(nèi)為檢測(cè)對(duì)象，虛線箭頭表示船舶氣象儀測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行自檢測(cè)時(shí)的連接方向。

考慮到船舶工作環(huán)境相對(duì)惡劣，加上電子裝備甚多，電磁干擾嚴(yán)重，因此船舶氣象儀測(cè)試系統(tǒng)各模塊之間采用CAN總線進(jìn)行通信。CAN總線是一種技術(shù)先進(jìn)、可靠性高、功能完善、成本合理的網(wǎng)絡(luò)通信控制方式。

2 系統(tǒng)工作原理
2．1 檢測(cè)船舶氣象儀主儀器
利用船舶氣象儀測(cè)試系統(tǒng)可以對(duì)船舶氣象儀主儀器進(jìn)行逐級(jí)測(cè)試，從而對(duì)主儀器及其內(nèi)部功能模板是否故障作出快速判斷。
檢測(cè)時(shí)，主儀器檢測(cè)模塊仿真輸出3檔(低檔、中檔、高檔)傳感器信號(hào)，維修人員按照從內(nèi)到外或者從外到內(nèi)的順序?qū)⑵渲鸺?jí)連接到船舶氣象儀主儀器相應(yīng)的接插件上，同時(shí)觀察船舶氣象儀顯示屏上風(fēng)速、風(fēng)向、溫度、濕度、氣壓的測(cè)量數(shù)據(jù)，如果這些測(cè)量數(shù)據(jù)跟隨船舶氣象儀測(cè)試系統(tǒng)設(shè)定值的變化而變化，可以確定這一級(jí)沒有故障，否則可以確定故障就在這一級(jí)。
2．2 檢測(cè)船舶氣象儀傳感器
利用船舶氣象儀測(cè)試系統(tǒng)可以對(duì)船舶氣象儀傳感器信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，從而對(duì)傳感器及其傳輸線路是否故障作出快速判斷。
檢測(cè)時(shí)，傳感器檢測(cè)模塊檢測(cè)傳感器信號(hào)，信息處理終端顯示實(shí)時(shí)測(cè)量值和檢測(cè)結(jié)果，維修人員按照操作規(guī)程使傳感器信號(hào)發(fā)生一個(gè)特定的變化，信息處理終端根據(jù)傳感器信號(hào)是否發(fā)生了預(yù)期的變化，得出傳感器是否故障的診斷結(jié)果。