基于无线通信的船舶信号采集显示系统的制作方法

本实用新型涉及船舶监控技术领域，特别是涉及基于无线通信的船舶信号采集显示系统。

背景技术：

名词解释：

cpp：全称controlpitchpropeller，调距桨，又称可调桨，是船舶领域中动力系统中不可缺少的部件之一；

nmea2000：国家航海电子联合会(nmea)在j1939基础上提出的航海应用中控制单元间进行数据交换的通讯协议；

c-zone模块：新西兰czone公司开发的协议转换产品。

船舶信号采集是船舶监控技术中重要的一部分，通过采集船舶的各类信号，实现对船舶的监控，是保障船舶正常工作的重要措施。传统技术中，是采用单一的采集设备来采集某类信号并进行显示，这种方案需要多个设备来实现各类信号的采集显示，无法满足船舶智能化的发展需求。总的来说，目前船舶信号采集领域中，集成化程度低，采集设备多，成本高，难以满足智能船舶普及和发展的要求，而且目前均需要通过固定位置的采集设备来观看船舶信号监测情况，灵活性差。

技术实现要素：

为了解决上述的技术问题，本实用新型的目的是提供基于无线通信的船舶信号采集显示系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

基于无线通信的船舶信号采集显示系统，包括c-zone模块、显示单元、开关量输入模块、开关量输出模块、模拟量输出模块、无线路由器以及用于对船舶的电气设备进行信号采集和处理的嵌入式工控机；

所述嵌入式工控机分别与无线路由器、开关量输入模块、开关量输出模块和模拟量输出模块连接，所述开关量输入模块、开关量输出模块和模拟量输出模块均与c-zone模块连接，所述c-zone模块与显示单元连接。

进一步，所述电气设备包括发电机、配电板、油位检测设备、液位检测设备、操舵系统和cpp操纵系统。

进一步，所述c-zone模块包括用于将开关量信号和模拟量信号转换为nmea2000信号的输入转换单元、用于将nmea2000信号转换为开关量信号的输出转换单元；

所述显示单元分别与输入转换单元和输出转换单元连接，所述输入转换单元分别与开关量输出模块和模拟量输出模块连接，所述输出转换单元与开关量输入模块连接。

进一步，所述嵌入式工控机还连接有串口服务器。

进一步，所述开关量输入模块和开关量输出模块均包括32路数据通道，所述模拟量输出模块包括30路数据通道。

进一步，所述显示单元通过nmea2000网络接入导航设备。

进一步，所述导航设备包括雷达、gps、ais、罗经、风速风向仪和/或测深仪。

本实用新型的有益效果是：本实用新型可通过嵌入式工控机对船舶的电气设备进行信号采集，然后转换为开关量信号或模拟量信号厚，通过开关量输出模块或模拟量输出模块输出到c-zone模块中，通过c-zone模块将接收到的开关量信号或模拟量信号转换为nmea2000信号，从而发送到显示单元进行显示，实现开关量采集或模拟量采集，而且可以通过无线路由器实现所采集船舶信号的无线传输，实现船舶信号的实时显示和远程监控。因此，本实用新型可以实现船舶电气设备的信号综合采集、显示，通过显示单元对船舶信号进行集中监控，并实现船舶信号的实时显示和远程监控，集成化程度高，节省空间，成本低，可以满足船舶智能化监控要求。

附图说明

图1是本实用新型的基于无线通信的船舶信号采集显示系统的电子框图。

具体实施方式

参照图1，本实用新型提供了一种基于无线通信的船舶信号采集显示系统，包括c-zone模块、显示单元、开关量输入模块、开关量输出模块、模拟量输出模块、无线路由器以及用于对船舶的电气设备进行信号采集和处理的嵌入式工控机；

所述嵌入式工控机分别与无线路由器、开关量输入模块、开关量输出模块和模拟量输出模块连接，所述开关量输入模块、开关量输出模块和模拟量输出模块均与c-zone模块连接，所述c-zone模块与显示单元连接。

优选的，嵌入式工控机通过串口单元与船舶的电气设备连接，具体通过rs-485总线与电气设备连接，采集的电气设备信号为rs-485信号。

本实用新型通过嵌入式工控机对船舶的电气设备进行信号采集，然后基于现有技术的数据处理水平，将采集的信号转换为开关量信号或模拟量信号，通过开关量输出模块或模拟量输出模块输出到c-zone模块中，c-zone模块将接收到的开关量信号或模拟量信号转换为nmea2000信号，从而发送到显示单元进行显示，实现开关量采集或模拟量采集。而且本实用新型可以通过无线路由器实现所采集船舶信号的无线传输，将采集的信号传输到用户的手机、电脑等智能设备进行实时显示，或者通过无线路由器将采集的信号发送到岸上的监控系统进行显示，实现对船舶信号的远程监控、显示。因此，本实用新型可以实现船舶电气设备的信号综合采集、显示，通过显示单元对船舶信号进行集中监控，实现船舶信号的实时显示和远程监控，集成化程度高，节省空间，成本低，可以满足船舶智能化监控要求。

显示单元可通过nmea2000网络接入各种导航设备，或者接收各种控制信号。

进一步作为优选的实施方式，所述电气设备包括发电机、配电板、油位检测设备、液位检测设备、操舵系统和cpp操纵系统。电气设备不限于本实施例中提到的设备，本系统可以连接船舶的任意电气设备。嵌入式工控机通过连接各种电气设备进行信号采集，可以采集获得船舶的各种信号，实现对电气设备运行状态、油位、液位等信号的监测。

进一步作为优选的实施方式，所述c-zone模块包括用于将开关量信号和模拟量信号转换为nmea2000信号的输入转换单元、用于将nmea2000信号转换为开关量信号的输出转换单元；

所述显示单元分别与输入转换单元和输出转换单元连接，所述输入转换单元分别与开关量输出模块和模拟量输出模块连接，所述输出转换单元与开关量输入模块连接。

本实用新型的c-zone模块采用是新西兰czone公司的协议转换产品构成的，输入转换单元采用的型号为part#80-911-0013-00的czone信号接口单元，英文产品名称为“czonesignalinterface”。输出转换单元采用的是输出转换单元采用的是型号为part#80-911-0009-00的czone输出接口单元，英文产品名称为“czoneoutputinterface”。通过采用czone信号接口单元和czone输出接口单元组成c-zone模块后，可以实现开关量信号、模拟量信号转换为nmea2000信号，同时实现nmea2000信号转换为开关量信号的功能，满足本系统的协议转换要求。

显示单元与c-zone模块之间的信号传输方式为nmea2000信号，本实施例中，显示单元分别与输入转换单元和输出转换单元之间形成两路数据通道，一路为输入转换单元，用于将开关量信号和模拟量信号转换为nmea2000信号后发送到显示单元处进行显示，另一路为输出转换单元，可以接收显示单元发送的nmea2000格式的控制信号并转换为开关量信号后发送到嵌入式工控机，通过嵌入式工控机发送到对应的电气设备，实现起停控制等控制操作。

进一步作为优选的实施方式，所述嵌入式工控机还连接有串口服务器。嵌入式工控机还通过以太网络接入串口服务器，通过接入串口服务器后，可以实现串口扩展，从而连接更多的电气设备，采集更多的船舶信号。

进一步作为优选的实施方式，所述开关量输入模块和开关量输出模块均包括32路数据通道，所述模拟量输出模块包括30路数据通道，具体采用3个10路模拟量输出单元构成。

具体的，模拟量输出模块采用低功耗微处理器构成，开关量输入模块采用32位atmelarm高速处理器构成。

进一步作为优选的实施方式，所述显示单元通过nmea2000网络接入导航设备。

进一步作为优选的实施方式，所述导航设备包括雷达、gps、ais、罗经、风速风向仪和/或测深仪。显示单元通过nmea2000网络接入雷达、gps、ais、罗经、风速风向仪和/或测深仪等导航设备后，可以实现显示船舶导航。

进一步作为优选的实施方式，所述无线路由器采用zigbee通信技术、蓝牙通信技术或wifi无线通信技术进行通信。通过无线通信技术接入用户手机等智能设备，实现用户通过智能设备监控船舶信号的目的。另外，无线路由器还可以将采集的船舶信号发送到岸上的监控系统或者远程服务器，实现远程监控以及数据存储。

总的来说，本实施例可以将船舶电气系统与导航系统综合显示，实现全船电气系统的自动化监控，本系统集成度高，节省空间，方便进行操作管理。

以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。