然而，监测海洋环境和开发资源只是一方面。另一方面，无人船最早诞生于二战时期，他的设计初衷就是为了减少人员伤亡，执行一些简单的军事任务。2002年11月3日的美国无人机击杀本。拉登贴身保镖-阿布-哈里事件，充分表明了无人机在军事上远距离精准定点打击已经成为现实，这让许多国家都心有余悸，而现在我国无人机技术已经是全面展开正在上升期。海陆空，三军力量缺一不可，我国陆军力量有目共睹，最薄弱的海军有待各种新兴的技术去强壮。论文网

1。2 国内外研究现状

1。2。1 国外研究现状

1。2。2 国内研究现状

1。3 论文的主要内容与结构

全文总共分成五个大章，主要的结构排列如下：

第一章，绪论。简单叙述了无人船研究的背景及意义，国内外的研究近况，本文的主要内容与目的。

第二章，无人船控制系统的硬件设计。按照无人船所要完成的任务，详细叙述了该控制系统的总体设计方案，接着说明所设计的控制系统的工作原理并选择所要使用的系统硬件，简要介绍了西门子PLC系列产品及Visual++ 6。0开发环境。

第三章，无人船船载控制系统软件设计。首先，简单介绍了GPS模块的功能，利用双GPS设计了船的定向系统的航向角和俯仰角，再用SIMATIC STEP7为软件平台开发了主机遥控系统，包括的功能模块有主机的起停控制、换向、速度调节、系统故障检测、安全保护和故障报警，以及辅助车钟，并完成主程序的编写。

第四章，无人船岸基控制系统的软件设计。用Visual C++ 6。0建立了无人船用户界面并设计各个功能模块。包含串口通讯模块、航行任务制定模块、状态信息监控模块、控制命令和传递模块，数据接收和存储。并着重设计了无人船与岸基的通讯方式。

第五章，总结与展望。对论文进行了整体总结，简述整篇论文的设计方案，指出自己的不足之处，并提出能够进一步探究的地方，最后致谢帮助过我的人。

第二章无人船控制系统硬件设计

2。1 引言

本章的内容将对无人船控制系统进行总体设计，对岸基和船载两个控制系统所用到的硬件进行详细的挑选并简介了它们的工作原理，然后扼要叙述船载系统与岸基系统之间实现串口通讯所使用的RS-232C/485接口，西门子PLC以及Visual C++6。0开发环境。

2。2 无人船控制系统组成及工作原理

2。2。1无人船控制系统总体设计方案

无人船控制系统包含船载控制系统和岸基控制系统两大部份。船载控制系统负责；向岸基传递所收集的信息：各种传感器的信号如GPS信号的收集；主机遥控信号的收发；舵机指令的发送，接收并执行岸基的控制命令。PC104用作硬件平台、VxWorks操作系统用作软件平台。通过PC104、西门子PLC、GPS接收器、舵机控制模块和无线串口通讯模块组成船载系统；岸基控制系统制定航行任务、解算控制命令、处理状态信息，传递命令等。此外，岸基系统还将GPS信号发送给电子海图机，以便直观的获得船舶的位置，可在海图上显现。以PC机为上位机、SIMATIC STEP7编程软件和Visual C++为软件平台，以西门子PLC和PC104工控机为下位机。上下位机之间的通讯方式则通过无线通讯模块实现。系统主要结构如图2—1所示，系统总体设计框图如图2—2所示：

图2—2 系统总体设计框图

2。2。2无人船控制系统工作原理

本文所设计的控制系统主要是两个部分，一个是船载一个是岸基。PC机作为上位机相当于船舶的驾驶室和集控室，操控着主机的运转与船的运动。从PC机下达航行命令，由无线通讯模块传递至船载的无线通讯模块，即驾驶台信号和集控室信号给PLC控制单元，PLC根据命令操控着柴油主机的运行。机旁监控的各类传感器实时地采集主机的运行情况，反馈给PLC并传递给无线通讯模块，发送至岸基上位机的监控软件以便于操控人员进行判断与监视。此外由GPS 采集船的经纬度，速度，方向和时间等信息，然后由串口传递至PC104工控机，并且本文加入双GPS系统以确定船的航向角。然后通过无线通讯模块将其发送到岸基控系统。其中还加入了舵机控制的模块，由上位机发送控制命令给无线模块再传递给船载无线模块，再通过串口给工控机，进行解算后再传递给舵机，实现舵机控制。（其中PC104与无线通讯器的接口是RS232，PC机与无线通讯器接口是RS232，PC104与PLC接口是RS485，PC机与海图机接口是RS422，GPS与PC104接口是RS232。）