专利名称：船舶动力信息分布式数据采集装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及船舶动力信息采集领域，特别是涉及一种船舶动力信息分布式数据采集装置。
背景技术：
目前，船舶动力监控系统通过设置很多接线箱，对传感器测量到的船舶运行过程参数进行汇总，然后由数据采集装置、数据传输装置等对接线箱送来的信息进行采集传送，采集数据的过程中，由于外界干扰或某一个接线箱出现故障，数据采集的可靠性无法保障；此外，由于接线箱的数量较多，导致船舶动力监控系统的体积较大，占用的空间大。
实用新型内容本实用新型的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种船舶动力信息分布式数据采集装置，采用多机并行处理方式和全冗余设计，能有效抵抗干扰和减少故障，提高船舶动力信息采集的可靠性和可扩展性，减小船舶动力监控系统的体积；采用分布式CAN结构，系统设置比较灵活。本实用新型提供的船舶动力信息分布式数据采集装置，包括:至少一个采集子网、带有电连接器的屏蔽机箱、位于屏蔽机箱内的数据采集主机和位于数据采集主机内的背板，其特征在于:所述数据采集主机包括至少3对互为冗余的CAN总线模块(A、A’、B、B’、C、C’)、I对互为冗余的数据处理模块、I个网络交换模块，每一对互为冗余的CAN总线模块提供4个CAN通道，数据采集主机中的所有模块均与背板相连，背板与屏蔽机箱上的电连接器相连，所述电连接器分别与数据采集主机外部的采集子网、220V电源和显示终端连接。在上述技术方案中，所述采集子网包括f 100个信号采集板，每个信号采集板设置有I对互为冗余的CAN接口，分别对应数据采集主机上每对CAN总线模块的2个CAN通道。在上述技术方案中，所述信号采集板为电流采集板、电阻采集板或开关量采集板。在上述技术方案中，所述I对互为冗余的数据处理模块中的每个数据处理模块均设置有I对互为冗余的CAN接口。在上述技术方案中，所述数据采集主机还包括I对均与背板相连的互为冗余的交
换管理模块。在上述技术方案中，所述数据采集主机还包括I对均与背板相连的互为冗余的电源模块。在上述技术方案中，所述数据采集主机还包括光隔离模块。 在上述技术方案中，所述数据采集主机通过屏蔽机箱上的电连接器连接6个采集子网。与现有技术相比，本实用新型的优点如下:(I)本实用新型通过信号采集板直接获取船舶动力运行的现场数据，然后用CAN总线发送到数据采集主机的多机并行处理平台进行处理、分析、输出，能够对船舶动力系统监控系统的参数进行安全可靠的采集、处理、传送，将采集的参数发送到存储装置储存、发送到显示终端显示,数据采集主机的集成也减小了船舶动力监控系统的体积。(2)本实用新型采用多机并行处理和全冗余设计，当互为冗余的两个模块中的一个模块出现故障时，自动快速切换到另一个模块，仍然能正常工作，确保不丢失数据，能够有效抵抗干扰和减少故障的发生，提高船舶动力信息采集的可靠性和可扩展性，长期、稳定、高效的进行数据采集处理的工作。(3)本实用新型采用分布式CAN结构，将采集功能分散到各个功能模块上，系统设置比较灵活，功能完善，提高了数据采集的通用性，不仅能够应用于船舶动力信息的数据采集，还能够用于其他领域的数据采集，应用前景广泛。
图1是本实用新型实施例的结构示意图。图2是本实用新型实施例中数据采集主机的槽位布置图。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述。参见图1所示，本实用新型实施例提供一种船舶动力信息分布式数据采集装置，包括6个采集子网、带有电连接器的屏蔽机箱、位于屏蔽机箱内的数据采集主机和位于数据采集主机内的背板，数据采集主机包括至少3对互为冗余的CAN (Controller AreaNetwork,控制器局域网络)总线模块(A、A’、B、B’、C、C’)、I个网络交换模块、I对互为冗余的交换管理模块、I对互为冗余的数据处理模块、I对互为冗余的电源模块，每一对互为冗余的CAN总线模块提供4个CAN通道；每个采集子网包括N个信号采集板，I100，且N为自然数，信号采集板为电流采集板、电阻采集板或开关量采集板。每个信号采集板设置有I对互为冗余的CAN接口，都能独立发送完整的该信号采集板的数据，分别对应数据采集主机上每对CAN总线模块的2个CAN通道。每个数据处理模块均设置有I对互为冗余的CAN接口。数据采集主机中的所有模块均与背板相连，背板与屏蔽机箱上的电连接器相连，屏蔽机箱上的电连接器分别与数据采集主机外部的采集子网、220V电源和显示终端连接。数据采集主机通过电连接器连接每个采集子网，通过CAN总线模块采集子网中采集板的数据，并通过交换管理模块管理各个功能模块，通过数据处理模块对数据进行收集、组包和逻辑处理，通过网络交换模块采用以太网方式将数据采集主机采集处理之后的数据发往显示终端。采集子网中的各信号采集板分别采集船舶动力监控系统传感器发出的各类数据，经处理后由CAN接口发出。采集子网采用双CAN接口向一对CAN总线模块的2个CAN通道发送数据，每个CAN接口都完整的发送本采集子网的信号，这样保证有冗余接口。每个CAN总线模块可以连接一个采集子网，因此，数据采集主机可以连接多达6个采集子网，每个采集子网中信号采集板的数量最多为100块。参见图1所示，采集子网I中各信号采集板CAN接口 I发出的数据并联起来，连接到数据采集主机三对冗余的CAN总线模块中的一对CAN总线模块A和A’的CAN通道I ;同样的，采集子网I中各信号采集板CAN接口 2发出的数据并联起来，连接到CAN总线模块A和A’的CAN通道2。数据采集主机的计算平台采用可靠性非常高的多级并行处理平台，在此硬件平台上采用高可靠的操作系统及满足高可靠性的中间件。数据采集主机采用分布式CAN结构，并使用全冗余方式，所有CAN总线模块均部署了 CAN总线模块软件,接收数据时，其中一个CAN总线模块接收数据，另一个CAN总线模块屏蔽，只要两个通道中的一个正常工作，CAN总线模块A和A’都能完整的接收到采集子网I的数据，当其中一个CAN总线模块出现故障时，立即自动切换到另一个CAN总线模块，确保不丢失数据，数据采集装置仍然能正常工作。数据采集主机中的2个数据处理模块均部署了数据处理模块软件，互为冗余，用于对CAN总线模块发过来的数据进行逻辑处理及打包操作。每个数据处理模块设有I对互为冗余的CAN接口，都能完整的输出信息。通过冗余方式处理数据，确保在一个数据处理模块出现故障的情况下，立即切换到另一个数据处理模块，仍能正常完成数据收集处理功能。数据采集主机中的2个交换管理模块均部署了交换管理模块软件，互为冗余，用于完成各个冗余功能模块的管理功能。由于系统管理总线也是冗余模式的，这样确保在一条总线出现故障的情况下，管理信息仍正常传递。参见图2所示，数据采集主机的底板上开有13个卡槽，13个卡槽按照槽位序号排列布置如下:光隔离模块、网络交换模块、数据处理模块1、数据处理模块2、CAN总线模块A、CAN总线模块A’、交换管理模块1、备用槽位、交换管理模块2、CAN总线模块B、CAN总线模块B’ ,CAN总线模块C、CAN总线模块C’，此外，数据采集主机还包括一对互为冗余的电源模块1、电源模块2，其中任意一个电源模块都可以独立完成供电功能，将外接220V交流电压转化为各功能模块所需的电压，确保供电安全可靠。显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型包含这些改动和变型在内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
权利要求1.一种船舶动力信息分布式数据采集装置，包括至少一个采集子网、带有电连接器的屏蔽机箱、位于屏蔽机箱内的数据采集主机和位于数据采集主机内的背板，其特征在于:所述数据采集主机包括至少3对互为冗余的CAN总线模块(々3’、8、8’、(:、(:’)、1对互为冗余的数据处理模块、I个网络交换模块，每一对互为冗余的CAN总线模块提供4个CAN通道，数据采集主机中的所有模块均与背板相连，背板与屏蔽机箱上的电连接器相连，所述电连接器分别与数据采集主机外部的采集子网、220V电源和显示终端连接。
2.如权利要求1所述的船舶动力信息分布式数据采集装置，其特征在于:所述采集子网包括f 100个信号采集板，每个信号采集板设置有I对互为冗余的CAN接口，分别对应数据采集主机上每对CAN总线模块的2个CAN通道。
3.如权利要求2所述的船舶动力信息分布式数据采集装置，其特征在于:所述信号采集板为电流采集板、电阻采集板或开关量采集板。
4.如权利要求1所述的船舶动力信息分布式数据采集装置，其特征在于:所述I对互为冗余的数据处理模块中的每个数据处理模块均设置有I对互为冗余的CAN接口。
5.如权利要求1至4中任一项所述的船舶动力信息分布式数据采集装置，其特征在于:所述数据采集主机还包括I对均与背板相连的互为冗余的交换管理模块。
6.如权利要求1至4中任一项所述的船舶动力信息分布式数据采集装置，其特征在于:所述数据采集主机还包括I对均与背板相连的互为冗余的电源模块。
7.如权利要求1至4中任一项所述的船舶动力信息分布式数据采集装置，其特征在于:所述数据采集主机还包括光隔离模块。
8.如权利要求1至4中任一项所述的船舶动力信息分布式数据采集装置，其特征在于:所述数据采集主机通过屏蔽机箱上的电连接器连接6个采集子网。
专利摘要本实用新型公开了一种船舶动力信息分布式数据采集装置，涉及船舶动力信息采集领域，该数据采集装置包括至少一个采集子网、带有电连接器的机箱、数据采集主机、背板，数据采集主机包括至少3对互为冗余的CAN总线模块、1对互为冗余的数据处理模块、1对互为冗余的交换管理模块、1个网络交换模块，每一对互为冗余的CAN总线模块提供4个CAN通道，数据采集主机中的所有模块均与背板相连，背板通过电连接器分别与数据采集主机外部的采集子网、电源和显示终端连接。本实用新型采用多机并行处理和全冗余设计，能有效抵抗干扰和减少故障，提高可靠性和可扩展性，减小船舶动力监控系统的体积；采用分布式CAN结构，系统设置比较灵活。
文档编号G08C19/00GK202948290SQ201220525258
公开日2013年5月22日 申请日期2012年10月12日 优先权日2012年10月12日
发明者徐斌, 方明杰, 孙玉平, 熊卿, 孙建华 申请人:中国船舶重工集团公司第七一九研究所