我国是一个渔业大国,渔业经济在我国经济发展中占据了非常重要的一部分。截止2019年末,我国现役渔船总数达到73.12万艘,约占据全球总数的六分之一。然而大部分渔船较为破旧,自动化程度较低且船龄较高,并且由于一些流通环节的影响,我国渔船柴油机存在“大机小标”现象,即实际功率大于标定功率,该现象会大幅度降低渔船柴油机的冗余能力,给渔船航行带来了安全隐患。不仅如此,关于国内渔船柴油机功率监测技术尚存一定的空白,国内基层的渔船检验单位缺乏可靠的设备来检测渔船柴油机的实际功率,无法做到连续在线监测,无法对“大机小标”进行精确识别。本文主要针对渔船用柴油机功率的在线监测进行研究,主要研究内容如下:1)对我国近年渔业现状以及渔船功率监测方式进行调查,调查发现大部分船舶对于功率测量的方法采用测量船舶轴系转速以及扭矩的方式。接着对国内外转速以及扭矩测量技术的发展进行调查。总体来说转速测量技术较为成熟,种类多样且精度较高;扭矩测量技术从接触式测量向非接触式测量进行转变,在精度和上有了很大提高。最后对目前我国渔船监测所面临的一些问题进行讨论分析,明确本文研究内容以及安排。2)对本次监测系统的总体设计方案进行研究。结合渔船监测所面临的问题对其关键技术进行分析,对实现数据采集的方法进行讨论,通过对转速以及扭矩的测量方法进行对比,选择采用一对磁电式传感器进行信号采集,获取渔船捕捞作业过程中的转速和扭矩;对数据处理的处理单元方案进行讨论,采用单片机作为处理单元进行功率的计算;对数据传输的方案进行讨论,采用ZigBee近距离无线通信技术进行数据传输。同时由于传输方式的受限,采用U盘作为存储单元对功率数据进行存储,在渔船靠岸后统一进行传输。在航行过程中可以结合渔船上其他设备如北斗卫星等,将少量的工作信息进行实时上传。3)对渔船用柴油机功率监测研究的硬件选型进行设计,采用CZ300磁电式传感器进行采集,并通过使用汝铁硼磁铁来增大测量距离。使用一阶有源滤波电路以及三运放电路对采集所得的信号进行预处理,使信号减少环境噪声的影响,具有更高的信噪比。采用AT89C52单片机作为本次设计的处理单元,LM2596降压稳压芯片进行供电电源的转换,MAX813L芯片控制看门狗复位电路。选用CH375芯片进行数据存储控制,将处理后的监测数据存储至U盘中。通讯模块采用基于ZigBee技术的CC2530芯片实现。对选择的各个模块进行外围电路设计,完成监测系统的硬件基础。4)对渔船柴油机功率监测系统的软件进行设计,通过Keil软件编写的C语言程序,使用模块化思维将整个监测功能的实现拆分为多个子程序,并通过主程序实现对各个子程序的调用。数据采集子程序主要实现对传动轴转速信号的采集。数据处理子程序主要实现对转速、扭矩的处理,通过测频法和测周法结合的方法进行转速计算,扭矩计算则采用过零点插值法对两段同频信号的相位差进行提取,进而计算求得扭矩以及功率。数据存储子程序主要实现对经过数据处理所得的转速、扭矩、功率值的保存。数据传输子程序则实现自动组网入网并上传U盘内存储的数据。通过对各个模块的子程序设计实现渔船用柴油机功率监测系统功能。5)对所设计的监测系统进行试验验证。选择潍柴WP10C395-22型船用柴油机进行测量值与标定值的对比。在各个标定工况下对柴油机的转速、扭矩以及功率进行测量并与其标定值进行对比。试验表明,在试验测量对象WP10C395-22型柴油机常用工况下,即50%～90%标定功率下的测量误差均在2%以内,可以较为精确的实现对渔船主机功率的在线监测。同时监测系统所设计的数据传输功能在ZigBee传输的极限距离下可以进行正常的数据收发。6)对全文研究进行总结,本文创新性的提出了渔船用柴油机在线实时监测的方法,监测柴油机运行状态,保证渔船安全可靠地运行。采用磁电式传感器、单片机、U盘以及ZigBee技术组成了渔船用柴油机功率监测系统,一定程度上提高了渔船监测水平且该监测系统的功能完善、设备简易、经济性良好,具有较高的实用价值。最后对本文中传输方式以及监测范围的不足之处提出了展望。