船用多源数据采集系统及船舶数据处理方法技术方案

船用多源数据采集系统，包括处理器、用于采集船舶数据的数据采集装置，数据采集装置包括数字量采集装置和模拟量采集装置；数字量采集装置与处理器连接；模拟量采集装置经模拟开关和模数转换装置与处理器连接，包括多路模拟量传感器；模拟开关和模数转换装置均与处理器连接，接收处理器的控制信号。船舶数据处理方法，根据数据对船舶运行的影响程度，对数据进行归类并配置相应的匹配系数，结合多源船舶数据，生成船舶运行状态的反馈结果，指导船舶的维护。该采集系统采用数字化和自动化的数据采集装置采集船舶数据，所有数据均存储在处理器中，替代了传统的分散式的船舶仪表盘显示数据的方式，提高了船舶多源数据采集的自动化程度和集成化程度。

Marine multi-source data acquisition system and ship data processing method

Marine multi-source data acquisition system includes a processor and a data acquisition device for acquiring ship data. The data acquisition device includes a digital acquisition device and an analog acquisition device; a digital acquisition device is connected to a processor; and an analog acquisition device is connected to a processor via an analog switch and an analog-to-digital conversion device, including Multi-channel analog sensors; analog switches and analog-to-digital converters are connected to the processor to receive the processor's control signals. Ship data processing method, according to the degree of impact of data on ship operation, classifies the data and allocates the corresponding matching coefficient, combined with multi-source ship data, generates feedback results of ship operation status, and guides ship maintenance. The system uses digital and automatic data acquisition devices to collect ship data, all data are stored in the processor, instead of the traditional way of displaying data on the ship's dashboard, which improves the degree of automation and integration of ship multi-source data acquisition.

【技术实现步骤摘要】
船用多源数据采集系统及船舶数据处理方法
本专利技术涉及数据采集与信号处理
，具体涉及一种船用多源数据采集系统及船舶数据处理方法。
技术介绍
船舶系统是一个复杂的集成化系统，船舶运行数据种类多，数据量大。目前船舶系统，很多都是采用机械表盘，即便是数字表盘依然是采用人工读数，仪表盘分布分散，有些在甲板，有些在机舱，数据分布分散，需要人工统计，工作量大且人工读取的方式影响数据的统计精度。因此，研究一种集成化的船用数据采集系统，可提高数据采集效率。同时，船舶的运行状态与各种船舶设备的运行状态密切相关。而这些船舶设备的运行状态是否正常是通过设备的状态数据表现出来的。因此，对比采集到的船舶多源数据，需要进行有效的分析，才能反馈船舶的运行状态，指导船舶的维护。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术中船舶数据的读取依靠船舶仪表盘，数据分散，人工读取精度低，统计困难的问题，提供一种集成化船用多源数据采集系统，同时提供一种对船舶多源数据进行数据处理的方法。为了实现以上目的，本专利技术提供以下技术方案：船用多源数据采集系统，包括处理器，进一步包括用于采集船舶数据的数据采集装置，所述数据采集装置包括数字量采集装置和模拟量采集装置；所述数字量采集装置与处理器连接；所述模拟量采集装置经模拟开关和模数转换装置与处理器连接，包括多路模拟量传感器；所述模拟开关和模数转换装置均与处理器连接，接收处理器的控制信号；所述处理器包括：数据存储单元，用于存储数字量采集装置、模拟量采集装置和速度采集装置采集的船舶数据；阈值存储单元：用以存储每种数据正常运行的阈值；数据比较单元：用以比较数据存储单元采集的数据与阈值存储单元存储数据之间的差值；匹配系数设定单元，用以设定每种数据的匹配系数；维修指标计算单元，用以根据数据比较单元反馈的差值和匹配系数设定单元设定的匹配系数计算船舶的维修指标。作为优选：所述处理器进一步包括数据采集启动单元，用以根据船舶的行驶速度控制数据存储单元启动数据存储工作。作为优选：所述数字量采集装置包括温度传感器、湿度传感器和速度传感器，所述温度传感器包括环境温度传感器和发动机温度传感器；所述模拟量传感器包括仓位传感器、缆绳拉力传感器；所述速度传感器包括风速传感器、发动机转速传感器和船舶行驶速度传感器。作为优选：所述处理器连接PC机，；所述处理器连接有显示装置，用以显示数据采集结果及数据处理结果；所述处理器连接有人机交互控制机构，用以对处理器下达控制指令。船舶数据处理方法，基于上述船舶多源数据采集系统而实现，包括以下步骤：采集每种船舶数据的实时值,并对数据进行平均滤波处理，获得实时平均值Ai；将采集到的每一种船舶数据的实时平均值值Ai与该种船舶数据的阈值ai进行比较，获得数据差值ΔAi，ΔAi＝Ai-ai；；将数据差值ΔAi与该种数据对应的匹配系数xi相乘，获得该种船舶数据的评价指标pi，pi＝ΔAi·xi；将所有种类船舶数据的评价指标相加，获得船舶维修指标P,其中n为数据类型的数量；若P＞1，则判定船舶需要进行维修。作为优选：所述数据处理方法进一步包括以下步骤：将每一种船舶数据的实时平均值Ai与该种船舶数据的阈值ai进行比较，获得数据差值ΔAi后，进一步判断所获得的所有差值的大小，采用最大的差值来进行评价指标和船舶维修指标的计算。作为优选：所述数据处理方法进一步包括以下步骤：将采集到的每一种船舶数据的实时平均值Ai与该种船舶数据的阈值ai进行比较，获得数据差值ΔAi后，对于没有超过阈值的正常的实时平均值，仅存储数据采集时间，不存储数据值；对于超过阈值的实时平均值，视为非正常数据，存储数据采集时间和数据值。作为优选：判断是否有两个连续的船舶数据的实时平均值Ai超过该种船舶数据的阈值ai，若是，则存储，若否，则不存储。本专利技术的有益效果为：本专利技术提供了一种船用多源数据采集系统。该采集系统采用数字化和自动化的数据采集装置采集船舶数据，所有数据均存储在处理器中，替代了传统的分散式的船舶仪表盘显示数据的方式，提高了船舶多源数据采集的自动化程度和集成化程度。本专利技术进一步还提供了一种船舶数据的处理方法，根据数据对船舶运行的影响程度，对数据进行归类并配置相应的匹配系数，结合多源船舶数据，生成船舶运行状态的反馈结果，进而指导船舶的维护。附图说明图1为多源数据采集系统结构示意图；图2为船舶数据处理方法流程图。具体实施方式以下将结合附图对本专利技术的具体实施方式进行清楚完整地描述。显然，具体实施方式所描述的实施例仅为本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术的保护范围。本专利技术提供了针对船舶运行数据类型多的问题，提供了一种船用多源数据采集系统，该采集系统不依赖船舶仪表盘数据，可以全面采集船舶数据到处理器，提高了船舶数据采集的自动化程度。参考图1，船用多源数据采集系统，包括处理器，并进一步包括用于采集船舶数据的数据采集装置以及数据比较器。根据船舶数据类型的不同，数据采集装置包括数字量采集装置和模拟量采集装置。其中数字量采集装置用于采集船舶数字量信号，数字量采集装置直接与处理器连接；数字量采集装置包括但不限于温度传感器、湿度传感器和速度传感器。温度传感器包括用于采集自然环境温度的环境温度传感器和用于采集发动机运行温度的发动机温度传感器。速度采集装置包括速度传感器，速度传感器经比较器与处理器连接；所述速度传感器包括用于检测环境风速的风速传感器、用于加测发动机转速的转速传感器和用于检测船舶行驶速度的船舶行驶速度传感器。模拟量采集装置用于采集船舶模拟量信号，模拟量信号经模拟开关和模数转换装置与处理器连接，包括多路模拟量传感器；其中模拟开关用于选择控制多路模拟量传感器与处理器之间的信号线路的通断，以控制选择哪一路信号接入处理器，模数转换装置用于将模拟量转换为处理器可识别处理的数字量，模拟开关和模数转换装置均与处理器连接，接收处理器的控制信号。模拟量传感器包括但不限于用于测量船舱货物量的仓位传感器、用于检测船舶靠岸时缆绳拉力的缆绳拉力传感器。处理器用于存储采集的数据并对数据进行处理，形成的数据处理结果用于指导船舶的正常运行。处理器包括：数据存储单元：用于存储数字量采集装置和模拟量采集装置采集的船舶数据；数据存储单元按数据类型和采集时间存储船舶数据，此处所述的数据类型是指温度信号、风速信号等信号的种类，每种数据归类存储。阈值存储单元：用以存储每种数据正常运行的阈值；船舶设备在正常运行的情况下，数据值必定是在一定范围内的，例如，发动机在正常运行情况下，其温度必定不能超过一定的上限，而一旦超过该上限，发动机可能被烧毁。阈值存储单元的作用就是存储每种类型数据在正常运行情况下数值的上限或下限。数据比较单元：用以比较数据存储单元采集的数据与阈值存储单元存储数据之间的差值；数据存储单元存储的为实时采集数据和历史数据；这些数据反映了船舶设备的实时运行状态和历史运行状态，这些数据与阈值之间的差值，反映了船舶运行状态是否超过了正常运行所能允许的范围。匹配系数设定单元：用以设定每种数据的匹配系数；匹配系数相当于一个权重系数，通常被设定为小于1，这个系数,具体取值的大小与每种数据类本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.船用多源数据采集系统，包括处理器，其特征在于，进一步包括用于采集船舶数据的数据采集装置，所述数据采集装置包括数字量采集装置和模拟量采集装置；所述数字量采集装置与处理器连接；所述模拟量采集装置经模拟开关和模数转换装置与处理器连接，包括多路模拟量传感器；所述模拟开关和模数转换装置均与处理器连接，接收处理器的控制信号；所述处理器包括：数据存储单元，用于存储数字量采集装置和模拟量采集装置采集的船舶数据；阈值存储单元：用以存储每种数据正常运行的阈值；数据比较单元：用以比较数据存储单元采集的数据与阈值存储单元存储数据之间的差值；匹配系数设定单元，用以设定每种数据的匹配系数；维修指标计算单元，用以根据数据比较单元反馈的差值和匹配系数设定单元设定的匹配系数计算船舶的维修指标。

【技术特征摘要】
1.船用多源数据采集系统，包括处理器，其特征在于，进一步包括用于采集船舶数据的数据采集装置，所述数据采集装置包括数字量采集装置和模拟量采集装置；所述数字量采集装置与处理器连接；所述模拟量采集装置经模拟开关和模数转换装置与处理器连接，包括多路模拟量传感器；所述模拟开关和模数转换装置均与处理器连接，接收处理器的控制信号；所述处理器包括：数据存储单元，用于存储数字量采集装置和模拟量采集装置采集的船舶数据；阈值存储单元：用以存储每种数据正常运行的阈值；数据比较单元：用以比较数据存储单元采集的数据与阈值存储单元存储数据之间的差值；匹配系数设定单元，用以设定每种数据的匹配系数；维修指标计算单元，用以根据数据比较单元反馈的差值和匹配系数设定单元设定的匹配系数计算船舶的维修指标。2.如权利要求1所述的船用多源数据采集系统，其特征在于，所述处理器进一步包括数据采集启动单元，用以根据船舶的行驶速度控制数据存储单元启动数据存储工作。3.如权利要求1所述的船用多源数据采集系统，其特征在于，所述数字量采集装置包括温度传感器、湿度传感器和速度传感器，所述温度传感器包括环境温度传感器和发动机温度传感器；所述模拟量传感器包括仓位传感器、缆绳拉力传感器；所述速度传感器包括风速传感器、发动机转速传感器和船舶行驶速度传感器。4.如权利要求1所述的船用多源数据采集系统，其特征在于，所述处理器连接PC机，；所述处理器连接有显示装置，用以显示数据采集结果及数据处理结果；所述处理器连接有人机交互控制机构，用以对处理器下达控制指令。5.船舶数据处理方法，基于权利要求1至4中任意一项所述的船用多源数据采集系统，其特征在于，包括以下步骤，采集每种船舶数据的实时值,并对数据进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱勇，严发宝，苏艳蕊，李海龙，王杰，
申请(专利权)人：威海捷诺曼自动化股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37