针对智能航运时代背景下的船舶远程操纵与控制，本文设计一种面向水面无人船的驱动电机远程控制系统。系统以Arduino2560为中央控制器，涵盖中央控制模块、电机驱动模块、无线通信模块和岸基操控端。系统通过远程控制驱动电机，实现船舶前进、后退、左转、右转等运动状态的转换；通过GPRS实现无人船端与岸基操控端的无线通信。试验表明，本文设计的驱动电机远程控制系统操作方便，通信流流畅，运行稳定，能够用于无人船远程操纵和控制，为无人船的发展提供支持。
In this paper, a remote control system of driving motor geared to unmanned surface vehicle (USV) is designed in view of remote maneuvering and control in the era of intelligent shipping. The system uses Arduino MEGA2560 as control unit, including central control module, motor drive module, wireless communication module and shore-based maneuvering & control terminal. Vehicle can complete state transition including forward move, back move, left turn, right turn by using the remote control system to command driving motors. Real-time wireless communication between USV and shore-based terminal is realized by adopting GPRS. Tests show, the designed system runs steadily, has a smooth wireless communication and is easy to operate. It can be used for remote control of USV, to provide support for USV development.
2021,43(5): 81-83 收稿日期：2020-05-11
DOI：10.3404/j.issn.1672-7649.2021.05.016
分类号：U664
基金项目：舟山市科技局浙江海洋大学专项资金项目(2020C21024)；内河航运技术湖北省重点实验室开放基金项目(NHHY2019002)；浙江省市场监督管理局质量技术基础建设项目(20200132)；国家自然科学基金项目(51579201)
作者简介：田延飞(1983-)，男，博士，研究方向为智能航海及其仿真技术、水上交通系统风险评估与安全保障
参考文献：
[1] 包艳, 施伟锋. 船舶电力推进系统运行的仿真[J]. 中国航海, 2011, 34(4): 34–38
BAO Yan, SHI Wei-feng. Research on operation simulation of ship electric propulsion system[J]. Navigation of China, 2011, 34(4): 34–38
[2] 刘全, 王阳阳, 杨强, 等. 小型水面无人艇电力推进系统的设计与实现[J]. 测控技术, 2016, 35(3): 71–74
[3] 高海波. 船舶电力推进系统的建模与仿真[D]. 武汉: 武汉理工大学, 2008.
[4] 陈家金, 王和平. 船舶电力推进系统的发展[J]. 世界海运, 2006, 29(4): 9–11
CHEN Jia-jin, WANG He-ping. Development of marine electric propulsion[J]. World Shipping, 2006, 29(4): 9–11
[5] 张本任, 熊勇, 张加, 等. 基于Arduino开发环境的无人艇控制系统设计[J]. 舰船科学技术, 2019, 41(5): 87–91
ZHANG Ben-ren, XIONG Yong, ZHANG Jia, et al. Design of control system of unmanned surface vehicle based on Arduino ide[J]. Ship Science and Technology, 2019, 41(5): 87–91
[6] 胡佳, 高岚, 范世东, 等. 绞吸式挖泥船电力驱动系统建模与仿真研究[J]. 武汉理工大学学报(交通科学与工程版), 2017, 41(5): 875–880
[7] 李满亮. 船舶电机调速系统稳定性分析和仿真[J]. 舰船科学技术, 2019, 41(6): 83–85
LI Man-ling. Stability analysis and simulation of marine motor speed regulation system[J]. Ship Science and Technology, 2019, 41(6): 83–85
[8] 蔡睿妍. Arduino的原理及应用[J]. 电子设计工程, 2012, 20(16): 155–157
[9] 李天旭, 彭亮, 姬嗣乘, 等. 基于Arduino的便携式空气净化装置的设计[J]. 吉林化工学院学报, 2017, 34(7): 34–40
[10] 崔阳, 张维华, 白云峰. 一种基于Arduino的智能家居控制系统[J]. 电子技术应用, 2014, 40(4): 137–139
[11] 赵云娥, 吴振强. 基于Arduino的双模式智能避障小车系统设计与实现[J]. 现代电子技术, 2012, 20(16): 155–157
[12] 戈惠梅, 徐晓慧, 顾志华, 等. 基于Arduino的智能小车避障系统的设计[J]. 现代电子技术, 2014, 37(11): 118–120
