一种船用可编程寻址式多传感器数据传输系统的制作方法

本发明涉及船舶领域，特别涉及到一种船用可编程寻址式多传感器数据传输系统。

背景技术：

1、传感器的作用是将来自外界的各种信号转换成电信号。传感器所检测的信号近来显著地增加，因而其品种也极其繁多，传感器的特点是:小型化、数字化、智能化、多功能性、系统化和网络化，这是实现自动检测和控制的第一步。传感器在基础研究中占有极其重要的地位，现代科学技术发展，许多新的领域也渐渐出现，要获得信息，就需要合适的传感器作为媒介。长期以来，传感器已经渗透到各行各业，从广阔的天空到广阔的海洋，通过所有复杂的工程系统，都离不开各种各样的传感器。

2、近年来，随着船舶自动华水平的不断提高，各类传感器也广泛地应用于船舶系统中，随着船舶控制系统复杂性的不断增加，要求有越来越多精巧的传感器引入整个船舶，所需要的传感器数量不断增大，才能够味现代船舶的操作提供瞬时的和丰富的传感信息，进而通过提供船舶操作人员所需要的早期危险报警来保证船舶的安全。

3、目前，船舶用的传感器大致可分为以下几类：消防系统类传感器，主要是船舶消防系统中各种感烟传感器，感温传感器，感光传感器，这些传感器安装在船舶上易发生火灾的地方，可以随时检控船舶消防情况。主副机系统类和货物系统传感器，如压力、液位、温度等传感器，此类传感器的应用较多，大多是用于检测压力，液位，温度等指标，它们对主副机的工作状态监控起了重大作用，为货物系统的遥控管理提供便利，是实现机舱工作自动化和货物管理的基础。由于船舶用传感器的种类繁多，大部分的传感器电流信号和电阻信号来传输数据，数据信息的单一话，不同种类的传感器传输数据的方式不通，导致船舶接收系统的复杂，并且每个传感器需要相应的电缆连接到信号接收单元。其组成结构如图1所示，在图1所示结构中每个传感器均有专用的电缆，导致电缆多、乱、繁、杂，而且传感器的位置信息不明确，不便于传感器的维护。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述现有技术中存在的不足，提供一种船用可编程寻址式多传感器数据传输处理系统。本发明的船用可编程寻址式多传感器数据传输处理系统要能够实现传感器数据的集中传输，并且针对于传感器设置唯一地址便于集中编程处理，而且要能够改变各个传感器单独电缆的布线方式，实现整洁化便利化归纳。

2、为了达到上述发明目的，本发明专利提供的技术方案如下：

3、一种船用可编程寻址式多传感器数据传输系统，在船舶不同部位设有多个传感器，所述传感器的类型包括有温度传感器、液位传感器和压力传感器，该系统包括有环形总线、传感器、数据转换模块、地址编码器和数据采集处理单元，

4、所述环形总线的两端分别接入至所述的数据采集处理单元中，并形成为闭环网，所述环形总线中设有数据总线、地址总线和电源线；

5、在每个所述的传感器中分别设置地址编码器和数据转换模块；

6、所述地址编码器对所连接传感器赋码以设定唯一地址，该地址编码器连接至环形总线中的地址总线上，以将对应传感器的地址信息传输至环形总线上；

7、所述数据转换模块将传感器信号转化为数字信号，该数据转换模块连接至环形总线中的数据总线上，以将对应传感器所采集的信息以数字信号传输至环形总线上；

8、所述的数据采集处理单元中设有地址采集子单元、数据采集子单元、处理器和电源端，所述的地址采集子单元连接所述的地址总线以获得各个传感器的地址信息，所述的数据采集子单元连接所述的数据总线以获得各个传感器所采集的信息，所述的处理器处理传感器采集的信息并发送控制指令，所述的电源端连接电源线以为各个传感器供电。

9、在本发明一种船用可编程寻址式多传感器数据传输系统中，所述的数据转换模块中设有微处理器，该微处理器将对应传感器所采集的包括电流信号、电压信号和电阻信号在内的模拟信号转化为数字信号。

10、在本发明一种船用可编程寻址式多传感器数据传输系统中，所述的地址编码器赋予对应传感器唯一的地址码，地址定义包括拨码编址方式、自适应编址方式和电子编址方式。

11、在本发明一种船用可编程寻址式多传感器数据传输系统中，在所述数据采集处理单元中还设有与外部显示设备连接的数据端口，以将处理器解码后数据传输至外部设备中显示。

12、在本发明一种船用可编程寻址式多传感器数据传输系统中，所述数据采集处理单元内包括有数据采集子单元和数据处理子单元，数据采集子单元是数据收集功能，数据收集是获取每个传感器原始数据的过程并存储，数据处理子单元将对存储的原始数据进行处理。

13、在本发明一种船用可编程寻址式多传感器数据传输系统中，所述数据采集处理单元内，数据处理单元进行如下操作：

14、采集的地址数据先进行数据清洗，对原始数据进行预处理；然后数据转换，将数据转换为数字信号，排序，将地址信息将数据传输到处理器，以便每个传感器唯一的地址与处理后的对应传感器信息数据整合。

15、在本发明一种船用可编程寻址式多传感器数据传输系统中，传感器感知到环境中某种特定物理量的变化后，会转换成与这个物理量相应的电信号。采集的传感器信息数据先进行数据清洗，对原始数据进行预处理，会在数据处理子单元中对信号进行放大处理传感器可能会受到各种环境因素的干扰，使得信号略有扭曲或者含有噪音。这时，数据处理子单元会对信号进行滤波以提高信号的质量和可靠性。然后数据转换，数据处理子单元将模拟信号转换成数字信号后，将数据传输到处理器，以便进一步的数字信号处理和数据分析。

16、在本发明一种船用可编程寻址式多传感器数据传输系统中，处理器为可编程逻辑可控制器，将数据处理模块中传感器地址信息数据和传感器测量数据整合，每个传感器地址信息和对应的传感器测量数据通过modbus通讯协议将信息传输到监控计算机或远程终端控制系统。

17、基于上述技术方案，本发明一种船用可编程寻址式多传感器数据传输系统与现有技术相比，具有如下技术优点：

18、1.在本发明船用可编程寻址式多传感器数据传输系统中，在传感器内安装了地址单元，单元中除地址编码器和数据微处理单元，通过地址编码器为每个传感器设定唯一地址，如果传感器故障，可以直接更换传感器，保留地址单元，不影响位置信息的变化，不需要再次输入位置信息。数据微处理单元将模拟信号转换成数字信号，不需要在信号收集单元配备不同的接收模块，便于传感器的维护。

19、2.在本发明船用可编程寻址式多传感器数据传输系统中，其中的数据传输方法通过总线制，总线采取环网设计，其中一个传感器的故障不影响其他传感器的信息传输。同时可以有效的减少电缆。

20、3.本发明在本发明船用可编程寻址式多传感器数据传输系统中，其中的数据采集处理单元主要接收处理及传递故障、信息数据，同时显示和记录检测部分的数据信号和位置内容，不需要再另外配备对应传感器的不同模块。数据采集处理单元接收到数据，进行解码，显示单元上显示。

技术特征：

1.一种船用可编程寻址式多传感器数据传输系统，在船舶不同部位设有多个传感器，所述传感器的类型包括有温度传感器、液位传感器和压力传感器，其特征在于，该系统包括有环形总线、传感器、数据转换模块、地址编码器和数据采集处理单元，

2.根据权利要求1所述的一种船用可编程寻址式多传感器数据传输系统，其特征在于，所述的数据转换模块中设有微处理器，该微处理器将对应传感器所采集的包括电流信号、电压信号和电阻信号在内的模拟信号转化为数字信号。

3.根据权利要求1所述的一种船用可编程寻址式多传感器数据传输系统，其特征在于，所述的地址编码器赋予对应传感器唯一的地址码，地址定义包括拨码编址方式、自适应编址方式和电子编址方式。

4.根据权利要求1所述的一种船用可编程寻址式多传感器数据传输系统，其特征在于，在所述数据采集处理单元中还设有与外部显示设备连接的数据端口，以将处理器解码后数据传输至外部设备中显示。

5.根据权利要求1所述的一种船用可编程寻址式多传感器数据传输系统，其特征在于，所述的数据采集子单元进行数据信息和收集功能，以获得传感器在生产过程中不断地采集和发送的数据，还设有额外的数据存储设备来存储传感器数据，该传感器数据在需要时随时取出数据存储设备来查询和分析。

6.根据权利要求1所述的一种船用可编程寻址式多传感器数据传输系统，其特征在于，所述数据处理子单元进行如下操作：

7.根据权利要求6所述的一种船用可编程寻址式多传感器数据传输系统，其特征在于，所述数据采集处理单元内，数据处理子单元还包括如下操作：对信号进行滤波以提高信号的质量和可靠性，实现数据清洗。

8.根据权利要求1所述的一种船用可编程寻址式多传感器数据传输系统，其特征在于，所述数据采集处理单元内处理器为可编程逻辑可控制器，将数据处理模块中传感器地址信息数据和传感器测量数据整合，每个传感器地址信息和对应的传感器测量数据通过modbus通讯协议将信息传输到监控计算机或远程终端控制系统。

技术总结
本发明涉及到一种船用可编程寻址式多传感器数据传输系统，该系统包括有环形总线、传感器、数据转换模块、地址编码器和数据采集处理单元，所述环形总线连接数据采集处理单元，环形总线中设有数据总线、地址总线和电源线；每个传感器中均设置地址编码器和数据转换模块；地址编码器连接至地址总线上；数据转换模块传输数据至数据总线上；数据采集处理单元中设有地址采集子单元、数据采集子单元、处理器和电源端，地址采集子单元获得各个传感器的地址信息，数据采集子单元获得各个传感器所采集的信息，处理器处理信息并发送控制指令，电源端通过电源线为传感器供电。本发明的系统能实现多传感器集中管理，具有便于维护、控制方便和运行可靠的优点。

技术研发人员：潘薇,江浩,申政
受保护的技术使用者：沪东中华造船（集团）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11