一种船舶数据采集和传输控制终端系统的制作方法

本实用新型涉及船舶跟踪技术领域。更具体地，涉及一种船舶数据采集和传输控制终端系统。

背景技术：

船舶在海上航行过程中，船舶位置数据是岸端监测中心进行船舶日常管理和安全管理所依据的重要数据。除船舶位置数据外，包括船舶的燃油消耗、船舶主机、辅机(发电机)、蒸汽锅炉等重要设备的运行状态的船舶工况数据也是岸端监测中心需要的数据。

在现有技术中，岸端监测中心获取船舶位置数据的主要方式有两种：一种是通过AIS(Automatic Identification System，船舶自动识别系统)设备获取船舶位置数据，另一种是通过移动互联网，如3G或4G网络，通过船舶GPS数据来获取船舶位置数据。岸端监测中心获取船舶工况数据的方式是船舶以电子邮件的方式将每天一张的船舶午间报通过AIS或移动互联网发送到岸端监测中心。

但船舶在海上航行过程中，尤其是进行远洋航行时，船舶的AIS数据不能保证可靠的传输到岸端监测中心，而船舶也无法保证能随时通过3G/4G的移动互联网建立船—岸的通信，从而无法实现船舶GPS数据从船舶到岸端的传输。

因此，需要提供一种结合北斗定位导航系统的海事卫星的传输通道，解决船舶全球航行中的位置跟踪问题和船舶重要设备工况信息实时采集和传输控制的问题的船舶数据采集和传输控制终端系统。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种船舶数据采集和传输控制终端系统，以解决船舶全球航行中的位置跟踪问题和船舶重要设备工况信息实时采集和传输控制的问题。

为达到上述目的，本实用新型采用下述技术方案：

一种船舶数据采集和传输控制终端系统，包括船舶数据采集单元及与其通过数据传输控制总线连接的海事卫星数据传输控制单元，

船舶数据采集单元，采集船舶AIS设备的数据、船舶GPS设备输出的船舶位置数据和GPS时间数据、船舶工况数据、船舶局域网数据并传输至海事卫星数据传输控制单元；

海事卫星数据传输控制单元，采集船舶罗经设备的船首向数据和船舶当前海域的气象数据，将接收的船舶数据采集单元传输的数据和海事卫星数据传输控制单元采集的数据通过海事卫星传输到岸端监测中心并接受岸端监测中心对船舶数据采集和传输控制终端系统的采集控制参数的远程配置。

优选地，所述船舶数据采集单元包括：第一处理器模块和与第一处理器模块连接的第一RTC时钟模块、第一SPI FLASH存储器模块、第一GPIO控制电路、第一终端内部通信总线接口模块、第一RSC-232接口模块、第一RSC-485接口模块、第一10M/100M网络数据采集接口模块、第一CAN总线接口模块；

第一RSC-232接口模块，通过AIS数据采集接口连接船舶的AIS设备，采集船舶AIS设备的数据；

第一RSC-485接口模块，通过GPS数据采集接口连接船舶的GPS设备，采集船舶GPS设备输出的船舶位置数据和GPS时间数据等；

第一CAN总线接口模块，通过船舶工况采集总线接口连接到船舶设备数据总线，采集船舶工况数据；

第一10M/100M网络数据采集接口模块，通过网络数据采集接口连接船舶设备的局域网，采集船舶局域网数据；

第一GPIO控制电路，控制第一RSC-232接口模块、第一RSC-485接口模块、第一10M/100M网络数据采集接口模块和第一CAN总线接口模块采集数据并将采集的数据传输至第一处理器模块；

第一RTC时钟模块，为采集的所有数据提供时间戳；

第一SPI FLASH存储器模块，存储采集的所有数据；

第一终端内部通信总线接口模块，通过数据传输控制总线将采集的所有数据传输至海事卫星数据传输控制单元。

优选地，所述船舶工况数据包括：船舶主机数据、船舶辅机数据和船舶蒸汽锅炉数据。

优选地，所述海事卫星数据传输控制单元包括：第二处理器模块和与第二处理器模块连接的第二RTC时钟模块、第二SPI FLASH存储器模块、第二GPIO控制电路、第二终端内部通信总线接口模块、第二和第三RSC-232接口模块、第二RSC-485接口模块、第二10M/100M网络接口模块；

第二RTC时钟模块，为海事卫星数据传输控制单元提供时钟信息；

第二SPI FLASH存储器模块，存储传输控制参数；

第二RSC-232接口模块，通过罗经数据采集接口连接船舶的罗经设备，采集和获取船舶罗经设备的船首向数据；

第三RSC-232接口模块，通过北斗导航数据采集接口连接船舶的北斗导航终端或船舶的GPS设备，利用北斗导航终端或GPS设备提供的定位导航数据和时钟数据为海事卫星数据传输控制单元提供授时和位置信息；

第二RSC-485接口模块通过气象信息数据采集接口连接船舶的气象设备，获取船舶气象设备输出的船舶当前海域的气象数据；

第二GPIO控制电路，控制第二RSC-232接口模块和第二RSC-485接口模块采集数据并将采集的数据传输至第二处理器模块；

第二终端内部通信总线接口模块通过数据传输控制总线接收船舶数据采集单元传输的数据；

第二处理器模块，将船舶数据采集单元传输的数据和第二RSC-232接口模块、第二RSC-485接口模块采集的数据通过第二10M/100M网络接口模块连接的海事卫星传输到岸端监测中心并接受岸端监测中心对船舶数据采集和传输控制终端系统的采集控制参数的远程配置。

优选地，所述海事卫星数据传输控制单元还包括与第二处理器模块连接的第二CAN总线接口模块。

优选地，所述船舶当前海域的气象数据包括风力、风向和用于船舶摇摆度分析的浪高。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型所述技术方案通过北斗定位导航系统的海事卫星实现船舶与岸端监测中心的可靠通信，实现岸端监测中心对船舶位置数据、船舶工况数据和船舶当前海域的气象数据等监测数据的实时接收。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明；

图1示出船舶数据采集单元的示意图。

图2示出海事卫星数据传输控制单元的示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型，下面结合优选实施例和附图对本实用新型做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本实用新型的保护范围。

本实用新型公开的船舶数据采集和传输控制终端系统，包括船舶数据采集单元及与其通过数据传输控制总线连接的海事卫星数据传输控制单元，

如图1所示，船舶数据采集单元包括：第一处理器模块和与第一处理器模块连接的第一RTC时钟模块、第一SPI FLASH存储器模块、第一GPIO控制电路、第一终端内部通信总线接口模块、第一RSC-232接口模块、第一RSC-485接口模块、第一10M/100M网络数据采集接口模块、第一CAN总线接口模块；

第一RSC-232接口模块，通过AIS数据采集接口连接船舶的AIS设备，采集船舶AIS设备的数据；

第一RSC-485接口模块，通过GPS数据采集接口连接船舶的GPS设备，采集船舶GPS设备输出的船舶位置数据和GPS时间数据等；

第一CAN总线接口模块，通过船舶工况采集总线接口连接到船舶设备数据总线，采集船舶工况数据，船舶工况数据包括：船舶主机数据、船舶辅机(发电机)数据、船舶蒸汽锅炉数据和其它重要设备数据；

第一10M/100M网络数据采集接口模块，通过网络数据采集接口连接船舶设备的局域网，采集局域网数据；

第一GPIO控制电路，控制第一RSC-232接口模块、第一RSC-485接口模块、第一10M/100M网络数据采集接口模块和第一CAN总线接口模块采集数据并将采集的数据传输至第一处理器模块；

第一RTC时钟模块，为第一RSC-232接口模块、第一RSC-485接口模块、第一10M/100M网络数据采集接口模块和第一CAN总线接口模块采集的数据提供时间戳；

第一SPI FLASH存储器模块，存储第一RSC-232接口模块、第一RSC-485接口模块、第一10M/100M网络数据采集接口模块和第一CAN总线接口模块采集的数据；

第一终端内部通信总线接口，模块通过数据传输控制总线将第一RSC-232接口模块、第一RSC-485接口模块、第一10M/100M网络数据采集接口模块和第一CAN总线接口模块采集的数据传输至海事卫星数据传输控制单元。

船舶数据采集单元还包括接入外部供电并由电源管理模块进行监测管理的电源。

如图2所示，海事卫星数据传输控制单元包括：第二处理器模块和与第二处理器模块连接的第二RTC时钟模块、第二SPI FLASH存储器模块、第二GPIO控制电路、第二终端内部通信总线接口模块、第二和第三RSC-232接口模块、第二RSC-485接口模块、第二10M/100M网络接口模块(用于连接海事卫星网络终端)、第二CAN总线接口模块；

第二RTC时钟模块，为海事卫星数据传输控制单元提供时钟信息；

第二SPI FLASH存储器模块，存储传输控制参数；

第二RSC-232接口模块，通过罗经数据采集接口连接船舶的罗经设备，采集和获取船舶罗经设备的船首向数据；

第三RSC-232接口模块，通过北斗导航数据采集接口连接船舶的北斗导航终端或船舶的GPS设备，利用北斗导航终端或GPS设备提供的定位导航数据和时钟数据为海事卫星数据传输控制单元提供授时和位置信息等；

第二RSC-485接口模块，通过气象信息数据采集接口连接船舶的气象设备，获取船舶气象设备输出的船舶当前海域的气象数据，包括风力、风向和用于船舶摇摆度分析的浪高等；

第二CAN总线接口模块，为预留的总线接口模块，可以按照需求定制化使用，通过预留总线数据接口采集数据；

第二GPIO控制电路，控制第二RSC-232接口模块、第二RSC-485接口模块、第二CAN总线接口模块采集数据并将采集的数据传输至第二处理器模块；

第二终端内部通信总线接口模块，通过数据传输控制总线接收船舶数据采集单元传输的数据；

第二处理器模块，应用海事卫星宽带通信终端指令集设计了控制海事卫星通信的管理程序，控制启动或关闭海事卫星终端设备的数据通信功能，将船舶数据采集单元传输的数据和第二RSC-232接口模块、第二RSC-485接口模块、第二CAN总线接口模块采集的数据处理后通过第二10M/100M网络接口模块连接的海事卫星传输到岸端监测中心，并提供岸端监测中心对船舶数据采集和传输控制终端系统的采集控制参数的远程配置，还向岸端监测中心传送数据的时间间隔、数据格式、加密方式和密钥等参数以及船舶数据采集单元与海事卫星数据传输控制单元之间的内部数据通信。

海事卫星数据传输控制单元还包括接入外部供电并由电源管理模块进行监测管理的电源。

本实用新型公开的船舶数据采集和传输控制终端系统的主要技术指标为：

(1)电源：

直流供电：DC9V–DC48V适合船舶宽电压工作；

电源功耗：峰值小于3W，平均功率低于2W。

(2)通信接口：

普通网络：可连接现有普通网络，可以根据需要升级为光纤网络接口；

卫星网络：可连接海事卫星网络，通过指令控制海事卫星通信；

双网络端口：提供两个网络接口，可以同时连接两种不同网络通信应用。

(3)数据采集：

232总线接口：2路，可配置波特率1200bps-115200bps；

CAN总线：1路，可连接32个采集点，可配置速率为500K、250K、100K；

485总线：2路，可各连接32个采集节点，可配置波特率1200bps-115200bps；

I/O输入采集：4路光隔离输入(可采集4路开关量)；

I/O输出控制：输出2路继电器开关量和4路光隔离输出量；

ADC采集：4路12位高速ADC采集，2路支持0-500mA的各种电流型传感器，2路支持0-80V电压型传感器，可以采集温度、湿度、气压、风速等传感器信息和设备的电流、电压信息等；

GPS/北斗双模导航模块：定位精度15米以内。

(4)环境指标：

工作温度：-45∽85℃；

设备重量：小于1.5Kg；

外形尺寸：256×160×43mm；

密封等级：整体IP53。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本实用新型的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之列。