在贸易全球化的推动下,船舶已成为世界经济发展的重要载体,全球经济的迅速发展,也促进了船舶设备的更新。在众多的船舶设备中,船舱中央控制系统(CCS)是整个控制系统的核心,负责安全可靠的数据传输以及及时准确的告警控制。然而传统的船舶控制系统在一定程度上能够实现监测控制的功能,但存在信息滞后、可靠性差等缺陷,无法满足日益复杂的船舱环境的作业要求,因此研究现代化的船舶控制系统对船舶本身乃至整个船舶行业有着重要意义。本文的研究内容及创新点主要体现在如下几个方面:1.研究分析传统控制系统。在阅读大量文献的基础上,概述了国内外船舶控制系统的发展过程。船舶控制技术已由早期模拟仪表控制发展为现场总线控制,然后举例说明了几种应用广泛的现场总线优缺点和适应场景,最终选用以CAN总线为基础、以NMEA2000为通信协议进行CCS的设计。2.完成CCS硬件设计。在硬件设计上,选用ARM Cortex A7为核心的i.MX6UL芯片作为CPU,该芯片具有CAN总线、双路以太网RJ45、OTG以及USB等多种外设接口,满足设计需求;选用CTM8251作为CAN总线收发器,采用DP83848型号的PHY百兆以太网芯片,完成CAN总线数据和以太网数据的传输,并对PCB板抗干扰性进行了分析。3.完成CCS软件设计。以嵌入式Linux内核为基础,采用嵌入式技术,在Ubuntu 12.04的桌面版环境下进行软件部分的开发,利用Linux内核的可移植性和可裁剪性,将u-boot、裁剪后的Linux内核、根文件系统移植到目标板中,实现实时监测的同时对异常进行声光报警并将记录写入日志文件、提供历史日志查看的功能,还可以通过以太网对系统固件进行升级。在深入研究CAN总线和NMEA2000协议的基础之上,利用CTM8251CAN总线收发器实现在NMEA2000协议下的下位机数据收发功能,并结合TCP/IP网络协议,实现了CCS的可靠、安全、高效的数据通信等功能。