面向智慧航道的船舶基础数据采集分析器制造技术

面向智慧航道的船舶基础数据采集分析器，属于数据采集分析技术领域，该分析器包括处理器，处理器内置有数据采集处理分析嵌入式软件；处理器分别连接有音频接口电路、USB接口电路和外围电路；外围电路采用电源管理电路、4通道UART接口电路、存储电路和显示接口电路分别与处理器CPU连接。该实用新型专利技术的分析器能够采集船舶的基础数据，且其嵌入式软件中加入了常用的滤波算法、传感器故障诊断算法和数据预处理算法，能够对基础数据进行有效处理分析，而且能够通过无线通信技术与远程服务器进行基础信息和分析结果的交互，为智慧航道信息化建设起到底层数据处理枢纽作用。本实用新型专利技术具有数据处理速度快、集成度高、通用性好、能耗低等优点。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于数据采集分析
，特别涉及一种船舶基础数据采集分析器。
技术介绍
智慧航道的建设与发展对推进水运行业的快速稳定发展、发挥水运行业潜能有着战略性重要意义。近几年，随着新一代信息技术的引入，我国智慧航道建设取得了大量的骄人成果，不少示范性工程得以成功推广。目前，我国智慧航道信息化建设中较为薄弱的环节体现在底层数据的采集、处理和分析。这一劣势带来了底层数据获取困难、数据质量不高、数据处理不及时有效等问题，进一步导致了上层信息化系统在信息综合分析应用上的困难。目前，智慧航道建设中存在底层数据获取困难、数据质量不高、数据处理不及时有效等问题。
技术实现思路
为了克服现有技术存在的上述不足之处，本专利技术提供了面向智慧航道的船舶基础数据采集分析器，能够采集船舶的基础数据，如GPS参数、载重量、实时油耗量、压力、温度等，并且其嵌入式软件中加入了常用的滤波算法、传感器故障诊断算法和数据预处理算法，能够对基础数据进行有效处理分析，而且能够通过无线通信技术与远程服务器进行基础信息和分析结果的交互，为智慧航道信息化建设起到底层数据处理枢纽作用。本专利技术具有数据处理速度快、集成度高、通用性好、能耗低等优点。本技术为实现上述目的所采用的技术方案是:面向智慧航道的船舶基础数据采集分析器，包括处理器，其特征在于，所述处理器内置有数据采集处理分析嵌入式软件；所述处理器分别连接有音频接口电路、USB接口电路和外围电路；所述外围电路包括电源管理电路、4通道UART接口电路、存储电路和显示接口电路，所述电源管理电路、4通道UART接口电路、存储电路和显示接口电路分别与处理器CPU连接。所述处理器的CPU主频大于或等于70MHz。所述处理器还连接有北斗/GPS模块，所述北斗/GPS模块为外部扩展模块，且采用U-blox NE0-M8N-0-01 模块，支持北斗 /GLONASS 双模。 所述处理器还连接有GPRS模块，所述GPRS模块为外部扩展模块，且采用SM900A双频GSM/GPRS模块。所述数据采集处理分析嵌入式软件包括滤波算法模块、传感器故障诊断算法模块和数据预处理算法模块。所述滤波算法模块包括限幅滤波法模块、中位值滤波法模块、平均值滤波法模块、滑动平均滤波法模块、中位值平均滤波法模块、一阶滞后滤波法模块、消抖滤波法模块和卡尔曼滤波法模块。所述传感器故障诊断算法模块包括主元分析法模块、独立成分分析法模块、偏最小二乘法模块和支持向量机算法模块。所述数据预处理算法模块包括空缺值检测模块、数据有效性检测模块、数据冗余检测模块、时间序列加权修补法模块、K-平均值聚类算法模块和K-中心点聚类算法模块。所述4通道UART接口电路为3路RS232接口电路和I路RS232/485复用接口的UART接口电路，所述存储电路包括SDRAM内存和Flash存储器。所述显示接口电路包括IXD接口电路和触摸屏接口电路，所述IXD接口电路支持RGB接口、180接口、NTSC/PAL标准TV接口和IT-R BT.601接口，所述触摸屏接口电路为四线电阻式触摸屏接口。目前，智慧航道的技术中尚未出现与本专利技术相同或相似的船舶基础数据采集分析器，且本技术的有益效果是:1、该分析器计算能力强、适用性强本技术涉及的船舶基础数据采集分析器，采用较高性能的核心处理器CPU，可以提供较强的计算能力和较好的3D图像显示性能。同时，可以采用低功耗设计，可以支持电池供电，使得本专利技术的应用受场所限制较小。2、该分析器实用性好，通用性强，性价比高本技术涉及的船舶基础数据采集分析器，在设计中对实用性和通用性进行了较为充分的考虑。比如，显示接口电路可以支持LCD屏和触摸屏，北斗/GPS模块和GPRS模块设计成外部扩展模块，数据采集处理分析嵌入式软件包含多种常用的滤波算法模块、传感器故障诊断算法模块和数据预处理算法模块。因此，在实际应用时，用户可以根据实际情况和应用需求，灵活的决定是否选用和选用何种显示设备、扩展模块和算法模块。所以，本专利技术实用性好，通用性强，性价比高，适合作为智慧航道建设中的船舶基础数据分析处理的底层枢纽。3、该分析器能够灵活组合、灵活调用多种分析算法本技术涉及的船舶基础数据采集分析器，所述数据采集处理分析嵌入式软件包含多种常用的滤波算法模块、传感器故障诊断算法模块和数据预处理算法模块。在实际应用中，用户可以根据实际数据处理分析的需要，按照通信协议的约定格式，设置本专利技术分析器的工作状态参数，即可自主的调用各个算法模块，进而对基础数据进行有效处理和分析。这种灵活的组合调用算法方式，使得本技术在智慧航道的实际应用中，能较好的解决底层数据质量不高、处理不及时等问题，有效促进船舶方面信息化的深入发展，为船舶基础数据的进一步深入挖掘、分析利用奠定了良好基础。【附图说明】图1为本技术面向智慧航道的船舶基础数据采集分析器的结构示意图。图2为本技术面向智慧航道的船舶基础数据采集分析器的外部接口示意图。图3为本技术面向智慧航道的船舶基础数据采集分析器的数据采集处理分析嵌入式软件的信息处理部分的流程示意图。图中:1、处理器，2、北斗/GPS模块，3、GPRS模块，4、音频接口电路，5、USB接口电路，6、显示接口电路，7、存储电路，8、4通道UART接口电路，9、电源管理电路，10、外围电路、11、触摸屏接口，12、LCD 接口，13、USB 接 P，14、MIC 接口，15、PHONE 接 P，16、指示灯 4，17、指示灯3，18、指示灯2，19、指示灯I【具体实施方式】以下结合具体实施例及附图详细说明本技术，但本专利技术并不局限于具体实施例。实施例1如图1所示的面向智慧航道的船舶基础数据采集分析器，包括处理器1，处理器内置有数据采集处理分析嵌入式软件；处理器分别连接有音频接口电路4、USB接口电路5和外围电路10 ；外围电路包括电源管理电路9、4通道UART接口电路8、存储电路7和显示接口电路6，电源管理电路、4通道UART接口电路、存储电路和显示接口电路分别与处理器CPU连接。电源管理电路9采用XC6219系列的LDO基准电源芯片。处理器I的CPU采用基于ARM920TMI的内核的16/32位精简指令的S3C6410微处理器S3C2440，其工作主频为400MHz。处理器还连接有北斗/GPS模块2，北斗/GPS模块为外部扩展模块，且采用U_bloxNE0-M8N-0-01模块，支持北斗/GLONASS双模。处理器还连接有GPRS模块3，GPRS模块为外部扩展模块，且采用SMCom公司的具有工业标准接口的SM900A双频GSM/GPRS模块。数据采集处理分析嵌入式软件包括滤波算法模块、传感器故障诊断算法模块和数据预处理算法模块。滤波算法模块包括限幅滤波法模块、中位值滤波法模块、平均值滤波法模块、滑动平均滤波法模块、中位值平均滤波法模块、一阶滞后滤波法模块、消抖滤波法模块和卡尔曼滤波法模块。传感器故障诊断算法模块包括主元分析法模块、独立成分分析法模块、偏最小二乘法模块和支持向量机算法模块。数据预处理算法模块包括空缺值检测模块、数据有效性检测模块、数据冗余检测模块、时间序列加权修补法模块、K-平均值聚类算法模块和K-中心点本文档来自技高网...

【技术保护点】
面向智慧航道的船舶基础数据采集分析器，包括处理器(1)，其特征在于，所述处理器内置有数据采集处理分析嵌入式软件；所述处理器分别连接有音频接口电路(4)、USB接口电路(5)和外围电路(10)；所述外围电路包括电源管理电路(9)、4通道UART接口电路(8)、存储电路(7)和显示接口电路(6)，所述电源管理电路、4通道UART接口电路、存储电路和显示接口电路分别与处理器连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张鹤年，张林萌，张栋，
申请(专利权)人：扬州邗江中科南工结构监测与控制研究中心，
类型：新型
国别省市：江苏;32