專利名稱：船舶動力信息分布式數據采集裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及船舶動力信息采集領域，特別是涉及一種船舶動力信息分布式數據采集裝置。
背景技術：
目前，船舶動力監控系統通過設置很多接線箱，對傳感器測量到的船舶運行過程參數進行匯總，然后由數據采集裝置、數據傳輸裝置等對接線箱送來的信息進行采集傳送，采集數據的過程中，由于外界干擾或某一個接線箱出現故障，數據采集的可靠性無法保障；此外，由于接線箱的數量較多，導致船舶動力監控系統的體積較大，占用的空間大。
實用新型內容本實用新型的目的是為了克服上述背景技術的不足，提供一種船舶動力信息分布式數據采集裝置，采用多機并行處理方式和全冗余設計，能有效抵抗干擾和減少故障，提高船舶動力信息采集的可靠性和可擴展性，減小船舶動力監控系統的體積；采用分布式CAN結構，系統設置比較靈活。本實用新型提供的船舶動力信息分布式數據采集裝置，包括:至少一個采集子網、帶有電連接器的屏蔽機箱、位于屏蔽機箱內的數據采集主機和位于數據采集主機內的背板，其特征在于:所述數據采集主機包括至少3對互為冗余的CAN總線模塊(A、A’、B、B’、C、C’)、I對互為冗余的數據處理模塊、I個網絡交換模塊，每一對互為冗余的CAN總線模塊提供4個CAN通道，數據采集主機中的所有模塊均與背板相連，背板與屏蔽機箱上的電連接器相連，所述電連接器分別與數據采集主機外部的采集子網、220V電源和顯示終端連接。在上述技術方案中，所述采集子網包括f 100個信號采集板，每個信號采集板設置有I對互為冗余的CAN接口，分別對應數據采集主機上每對CAN總線模塊的2個CAN通道。在上述技術方案中，所述信號采集板為電流采集板、電阻采集板或開關量采集板。在上述技術方案中，所述I對互為冗余的數據處理模塊中的每個數據處理模塊均設置有I對互為冗余的CAN接口。在上述技術方案中，所述數據采集主機還包括I對均與背板相連的互為冗余的交
換管理模塊。在上述技術方案中，所述數據采集主機還包括I對均與背板相連的互為冗余的電源模塊。在上述技術方案中，所述數據采集主機還包括光隔離模塊。 在上述技術方案中，所述數據采集主機通過屏蔽機箱上的電連接器連接6個采集子網。與現有技術相比，本實用新型的優點如下:(I)本實用新型通過信號采集板直接獲取船舶動力運行的現場數據，然后用CAN總線發送到數據采集主機的多機并行處理平臺進行處理、分析、輸出，能夠對船舶動力系統監控系統的參數進行安全可靠的采集、處理、傳送，將采集的參數發送到存儲裝置儲存、發送到顯示終端顯示,數據采集主機的集成也減小了船舶動力監控系統的體積。(2)本實用新型采用多機并行處理和全冗余設計，當互為冗余的兩個模塊中的一個模塊出現故障時，自動快速切換到另一個模塊，仍然能正常工作，確保不丟失數據，能夠有效抵抗干擾和減少故障的發生，提高船舶動力信息采集的可靠性和可擴展性，長期、穩定、高效的進行數據采集處理的工作。(3)本實用新型采用分布式CAN結構，將采集功能分散到各個功能模塊上，系統設置比較靈活，功能完善，提高了數據采集的通用性，不僅能夠應用于船舶動力信息的數據采集，還能夠用于其他領域的數據采集，應用前景廣泛。
圖1是本實用新型實施例的結構示意圖。圖2是本實用新型實施例中數據采集主機的槽位布置圖。
具體實施方式
以下結合附圖及具體實施例對本實用新型作進一步的詳細描述。參見圖1所示，本實用新型實施例提供一種船舶動力信息分布式數據采集裝置，包括6個采集子網、帶有電連接器的屏蔽機箱、位于屏蔽機箱內的數據采集主機和位于數據采集主機內的背板，數據采集主機包括至少3對互為冗余的CAN (Controller AreaNetwork,控制器局域網絡)總線模塊(A、A’、B、B’、C、C’)、I個網絡交換模塊、I對互為冗余的交換管理模塊、I對互為冗余的數據處理模塊、I對互為冗余的電源模塊，每一對互為冗余的CAN總線模塊提供4個CAN通道；每個采集子網包括N個信號采集板，I100，且N為自然數，信號采集板為電流采集板、電阻采集板或開關量采集板。每個信號采集板設置有I對互為冗余的CAN接口，都能獨立發送完整的該信號采集板的數據，分別對應數據采集主機上每對CAN總線模塊的2個CAN通道。每個數據處理模塊均設置有I對互為冗余的CAN接口。數據采集主機中的所有模塊均與背板相連，背板與屏蔽機箱上的電連接器相連，屏蔽機箱上的電連接器分別與數據采集主機外部的采集子網、220V電源和顯示終端連接。數據采集主機通過電連接器連接每個采集子網，通過CAN總線模塊采集子網中采集板的數據，并通過交換管理模塊管理各個功能模塊，通過數據處理模塊對數據進行收集、組包和邏輯處理，通過網絡交換模塊采用以太網方式將數據采集主機采集處理之后的數據發往顯示終端。采集子網中的各信號采集板分別采集船舶動力監控系統傳感器發出的各類數據，經處理后由CAN接口發出。采集子網采用雙CAN接口向一對CAN總線模塊的2個CAN通道發送數據，每個CAN接口都完整的發送本采集子網的信號，這樣保證有冗余接口。每個CAN總線模塊可以連接一個采集子網，因此，數據采集主機可以連接多達6個采集子網，每個采集子網中信號采集板的數量最多為100塊。參見圖1所示，采集子網I中各信號采集板CAN接口 I發出的數據并聯起來，連接到數據采集主機三對冗余的CAN總線模塊中的一對CAN總線模塊A和A’的CAN通道I ;同樣的，采集子網I中各信號采集板CAN接口 2發出的數據并聯起來，連接到CAN總線模塊A和A’的CAN通道2。數據采集主機的計算平臺采用可靠性非常高的多級并行處理平臺，在此硬件平臺上采用高可靠的操作系統及滿足高可靠性的中間件。數據采集主機采用分布式CAN結構，并使用全冗余方式，所有CAN總線模塊均部署了 CAN總線模塊軟件,接收數據時，其中一個CAN總線模塊接收數據，另一個CAN總線模塊屏蔽，只要兩個通道中的一個正常工作，CAN總線模塊A和A’都能完整的接收到采集子網I的數據，當其中一個CAN總線模塊出現故障時，立即自動切換到另一個CAN總線模塊，確保不丟失數據，數據采集裝置仍然能正常工作。數據采集主機中的2個數據處理模塊均部署了數據處理模塊軟件，互為冗余，用于對CAN總線模塊發過來的數據進行邏輯處理及打包操作。每個數據處理模塊設有I對互為冗余的CAN接口，都能完整的輸出信息。通過冗余方式處理數據，確保在一個數據處理模塊出現故障的情況下，立即切換到另一個數據處理模塊，仍能正常完成數據收集處理功能。數據采集主機中的2個交換管理模塊均部署了交換管理模塊軟件，互為冗余，用于完成各個冗余功能模塊的管理功能。由于系統管理總線也是冗余模式的，這樣確保在一條總線出現故障的情況下，管理信息仍正常傳遞。參見圖2所示，數據采集主機的底板上開有13個卡槽，13個卡槽按照槽位序號排列布置如下:光隔離模塊、網絡交換模塊、數據處理模塊1、數據處理模塊2、CAN總線模塊A、CAN總線模塊A’、交換管理模塊1、備用槽位、交換管理模塊2、CAN總線模塊B、CAN總線模塊B’ ,CAN總線模塊C、CAN總線模塊C’，此外，數據采集主機還包括一對互為冗余的電源模塊1、電源模塊2，其中任意一個電源模塊都可以獨立完成供電功能，將外接220V交流電壓轉化為各功能模塊所需的電壓，確保供電安全可靠。顯然，本領域的技術人員可以對本實用新型進行各種改動和變型而不脫離本實用新型的精神和范圍，倘若本實用新型的這些修改和變型屬于本實用新型權利要求及其等同技術的范圍之內，則本實用新型包含這些改動和變型在內。本說明書中未作詳細描述的內容屬于本領域專業技術人員公知的現有技術。
權利要求1.一種船舶動力信息分布式數據采集裝置，包括至少一個采集子網、帶有電連接器的屏蔽機箱、位于屏蔽機箱內的數據采集主機和位于數據采集主機內的背板，其特征在于:所述數據采集主機包括至少3對互為冗余的CAN總線模塊(々3’、8、8’、(:、(:’)、1對互為冗余的數據處理模塊、I個網絡交換模塊，每一對互為冗余的CAN總線模塊提供4個CAN通道，數據采集主機中的所有模塊均與背板相連，背板與屏蔽機箱上的電連接器相連，所述電連接器分別與數據采集主機外部的采集子網、220V電源和顯示終端連接。
2.如權利要求1所述的船舶動力信息分布式數據采集裝置，其特征在于:所述采集子網包括f 100個信號采集板，每個信號采集板設置有I對互為冗余的CAN接口，分別對應數據采集主機上每對CAN總線模塊的2個CAN通道。
3.如權利要求2所述的船舶動力信息分布式數據采集裝置，其特征在于:所述信號采集板為電流采集板、電阻采集板或開關量采集板。
4.如權利要求1所述的船舶動力信息分布式數據采集裝置，其特征在于:所述I對互為冗余的數據處理模塊中的每個數據處理模塊均設置有I對互為冗余的CAN接口。
5.如權利要求1至4中任一項所述的船舶動力信息分布式數據采集裝置，其特征在于:所述數據采集主機還包括I對均與背板相連的互為冗余的交換管理模塊。
6.如權利要求1至4中任一項所述的船舶動力信息分布式數據采集裝置，其特征在于:所述數據采集主機還包括I對均與背板相連的互為冗余的電源模塊。
7.如權利要求1至4中任一項所述的船舶動力信息分布式數據采集裝置，其特征在于:所述數據采集主機還包括光隔離模塊。
8.如權利要求1至4中任一項所述的船舶動力信息分布式數據采集裝置，其特征在于:所述數據采集主機通過屏蔽機箱上的電連接器連接6個采集子網。
專利摘要本實用新型公開了一種船舶動力信息分布式數據采集裝置，涉及船舶動力信息采集領域，該數據采集裝置包括至少一個采集子網、帶有電連接器的機箱、數據采集主機、背板，數據采集主機包括至少3對互為冗余的CAN總線模塊、1對互為冗余的數據處理模塊、1對互為冗余的交換管理模塊、1個網絡交換模塊，每一對互為冗余的CAN總線模塊提供4個CAN通道，數據采集主機中的所有模塊均與背板相連，背板通過電連接器分別與數據采集主機外部的采集子網、電源和顯示終端連接。本實用新型采用多機并行處理和全冗余設計，能有效抵抗干擾和減少故障，提高可靠性和可擴展性，減小船舶動力監控系統的體積；采用分布式CAN結構，系統設置比較靈活。
文檔編號G08C19/00GK202948290SQ201220525258
公開日2013年5月22日 申請日期2012年10月12日 優先權日2012年10月12日
發明者徐斌, 方明杰, 孫玉平, 熊卿, 孫建華 申請人:中國船舶重工集團公司第七一九研究所