一种船舶数据采集系统技术方案

本发明专利技术公开了一种船舶数据采集系统，其通过第一采集单元中的转速传感器、信号调理电路获取船舶主机对应的实时电平信号并输入采集模块；通过第二采集单元中的压力传感器与二级放大电路，将船舶主机油对应的实时电压信号输入采集模块；通过第三采集单元中的水温传感器与差分放大电路，将船舶主机水对应的实时电压信号输入采集模块；通过第四采集单元中的倾斜角传感器得到实时倾斜角度信号并输入采集模块；通过第五采集单元得到舵角表两端的实时电压信号并输入采集模块；通过转换芯片将第一采集单元以外的各采集单元输入采集模块的信号转换为实时数字信号，并获取其平均值以输入上位机，解决了船舶上部分仪表的参数无法直接接入交互终端的问题。入交互终端的问题。入交互终端的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种船舶数据采集系统


[0001]本专利技术涉及船舶领域，尤其涉及一种船舶数据采集系统。

技术介绍

[0002]在传统的内河集装箱船舶测控系统上，通常装有各式各样的子系统，包括视频监控子系统，船舶感知子系统，船岸通信子系统，信息服务与交互终端子系统，云台遥控子系统等。其中大部分的设备(包括监控设备、通信设备、感知设备、遥控设备等)都提供有标准的数字接口，可以通过交换机，串口服务器与CAN卡等设备与交互终端(上位机或各子系统)互联。但是船舶上的舵角表、主机转速表、主机油压表、主机水温表、倾斜指示器等仪表的参数都是通过普通的指针表显示当前值，无法直接接入交互终端，同时由于这些仪表的数据无法接入交互终端因此也不能对各仪表的数据进行实时预警。

技术实现思路

[0003]为了将船舶上的舵角表、主机转速表、主机油压表、主机水温表、倾斜指示器等仪表的数据接入交互终端，并对其进行实时预警，本专利技术提出了一种船舶数据采集系统，包括：
[0004]上位机；与上位机连接的采集模块；
[0005]与采集模块连接的第一采集单元，其包括转速传感器，以及与转速传感器连接的信号调理电路，所述第一采集单元用于利用转速传感器获取船舶主机运转时其输出频率对应的实时电平信号，并利用信号调理电路调理实时电平信号，以将调理后的实时电平信号输入采集模块；
[0006]与采集模块连接的第二采集单元，其包括压力传感器，以及与压力传感器连接的二级放大电路；所述压力传感器包括压力应变片与电桥电路；所述第二采集单元用于获取船舶主机油对压力应变片产生的实时阻值，利用电桥电路获取该实时阻值对应的实时电压信号，并通过二级放大电路将实时电压信号输入采集模块；
[0007]与采集模块连接的第三采集单元，其包括水温传感器与差分放大电路；所述水温传感器包括热铜电阻与电桥电路；所述第三采集单元用于获取船舶主机水对热铜电阻产生的实时阻值，利用电桥电路获取该实时阻值对应的实时电压信号，并通过差分放大电路将实时电压信号输入采集模块；
[0008]与采集模块连接的第四采集单元，其包括倾斜角传感器，所述第四采集单元用于利用倾斜角传感器获取船体的实时倾斜角度信号，并输入采集模块；
[0009]与采集模块连接的第五采集单元，其包括舵角表，以及与舵角表连接的采集电路，所述第五采集单元用于利用采集电路获取船舶舵角发生变化时，舵角表两端的实时电压信号，并对实时电压信号进行分压后，输入采集模块；
[0010]所述采集模块还包括定时器与转换芯片，所述采集模块通过定时器获取第一采集单元中实时电平信号对应的主机实时转速信号，通过转换芯片将第一采集单元以外的各采
集单元输入采集模块的信号转换为实时数字信号，并获取预设时段内第一采集单元对应实时转速信号、第一采集单元以外的其余采集单元对应实时数字信号的平均值，并输入上位机；
[0011]所述上位机还用于当存在采集单元对应的平均值大于对应的预设阈值时，根据该采集单元发出预设警报信息，并在上位机上显示。
[0012]进一步地，所述采集模块对应设置有采集芯片，所述采集芯片的电路具体包括：
[0013]第二芯片、第七转换芯片与第一串口插座；其中：
[0014]第二芯片的第一四引脚接电源正极端；
[0015]第二芯片的第一六引脚接地；
[0016]第二芯片的第一八引脚接入第七转换芯片的第四引脚；第二芯片的第一九引脚接入第七转换芯片的第三引脚；所述第七转换芯片的第二引脚接地，第一引脚接入正极电源，第六引脚接第一串口插座的第三引脚，第七引脚接第一串口插座的第二引脚，第八引脚接第一串口插座的第五引脚；所述第一串口插座的输出端与上位机连接。
[0017]进一步地，所述第一采集单元中信号调理电路包括：
[0018]第一四电阻与第一五电阻；所述第一四电阻的一端接电源正极端，另一端接入转速传感器的同时与第一七电阻的一端连接；所述第一五电阻的一端接地，另一端接入转速传感器的同时与第一六电阻的一端连接；所述第一六电阻的另一端与第五二极管的正极端连接；所述第一七电阻的另一端与第五二极管的负极端连接；所述第五二极管的正极端还与第六二极管的负极端连接；所述第五二极管的负极端还与第六二极管的正极端连接；所述第六二极管的负极端还与第一八电阻的一端连接；所述第六二极管的正极端还与第二一电阻的一端连接；所述第一八电阻的另一端同时与第一九电阻的一端、第一一运算放大器的负极输入端连接；所述第二一电阻的另一端同时与第二零电阻的一端、第一一运算放大器的正极输入端连接；所述第二零电阻的另一端接地；所述第一一运算放大器的输出端与第二四电阻的一端连接，所述第二四电阻的另一端接入第三转换芯片的第二引脚；所述第一一运算放大器的正极电源端接入正极电源，负极电源端接入负极电源；所述第一九电阻的另一端接入第三转换芯片的第三引脚；所述第三转换芯片的第三引脚接入采集芯片中第二芯片的第二三引脚；所述第三转换芯片的第四引脚接地。
[0019]进一步地，所述第二采集单元中二级放大电路包括：
[0020]第三零电容，第三一电容；所述第三零电容的一端同时接入压力传感器的第二引脚与第一九二极管的正极端，另一端同时接入压力传感器的第三引脚与第一九二极管的负极端；所述第一九二极管的正极端还接入第六八电阻的一端；所述第一九二极管的负极端还接入第七一电阻的一端；所述第三一电容的一端同时与第七一电阻的另一端、第七零电阻的一端连接；所述第三一电容的另一端同时与第六八电阻的另一端、第六九电阻的一端连接；所述第七零电阻的另一端同时与第一六运算放大器的负极输入端、第三三电容与第七三电阻的并联端连接；所述第六九电阻的另一端同时接入第三二电容与第七二电阻的一端后接入第一六运算放大器的正极输入端；所述第三二电容与第七二电阻的另一端接地；所述第一六运算放大器的正极电源端接入正极电源，负极电源端接入负极电源；所述第三三电容与第七三电阻的另一并联端同时与第一六运算放大器的输出端、第七七电阻的一端连接；所述第七七电阻的另一端与第七八电阻的一端连接；所述第七八电阻的另一端同时
与第七九电阻的一端、第八一电阻与第三四电容的并联端连接；所述第七九电阻的另一端接入第一七运算放大器的负极输入端；所述第一七运算放大器的正极输入端与第八零电阻的一端连接；所述第八零电阻的另一端接地；所述第一七运算放大器的正极电源端接入正极电源，负极电源端接入负极电源；所述第八一电阻与第三四电容的另一并联端同时与第一七运算放大器的输出端、第八二电阻的一端连接；所述第八二电阻的另一端接入采集芯片中第二芯片的第五引脚的同时，与第三五电容的一端连接；所述第三五电容的另一端接地。
[0021]进一步地，所述第三采集单元中差分放大电路包括：
[0022]第二五电阻，第二六电阻，以及依次串联的第二七电阻、第二滑动变阻器、第二八电阻；其中第二滑动变阻器接入正极电源；
[0023]所述第二五电阻的一端接入水温传感器的第一引脚；所述第二六电阻的一端接入水温传感器的第三引脚；所述第二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种船舶数据采集系统，其特征在于，包括：上位机；与上位机连接的采集模块；与采集模块连接的第一采集单元，其包括转速传感器，以及与转速传感器连接的信号调理电路，所述第一采集单元用于利用转速传感器获取船舶主机运转时其输出频率对应的实时电平信号，并利用信号调理电路调理实时电平信号，以将调理后的实时电平信号输入采集模块；与采集模块连接的第二采集单元，其包括压力传感器，以及与压力传感器连接的二级放大电路；所述压力传感器包括压力应变片与电桥电路；所述第二采集单元用于获取船舶主机油对压力应变片产生的实时阻值，利用电桥电路获取该实时阻值对应的实时电压信号，并通过二级放大电路将实时电压信号输入采集模块；与采集模块连接的第三采集单元，其包括水温传感器与差分放大电路；所述水温传感器包括热铜电阻与电桥电路；所述第三采集单元用于获取船舶主机水对热铜电阻产生的实时阻值，利用电桥电路获取该实时阻值对应的实时电压信号，并通过差分放大电路将实时电压信号输入采集模块；与采集模块连接的第四采集单元，其包括倾斜角传感器，所述第四采集单元用于利用倾斜角传感器获取船体的实时倾斜角度信号，并输入采集模块；与采集模块连接的第五采集单元，其包括舵角表，以及与舵角表连接的采集电路，所述第五采集单元用于利用采集电路获取船舶舵角发生变化时，舵角表两端的实时电压信号，并对实时电压信号进行分压后，输入采集模块；所述采集模块还包括定时器与转换芯片，所述采集模块通过定时器获取第一采集单元中实时电平信号对应的主机实时转速信号，通过转换芯片将第一采集单元以外的各采集单元输入采集模块的信号转换为实时数字信号，并获取预设时段内第一采集单元对应实时转速信号、第一采集单元以外的其余采集单元对应实时数字信号的平均值，并输入上位机；所述上位机还用于当存在采集单元对应的平均值大于对应的预设阈值时，根据该采集单元发出预设警报信息，并在上位机上显示。2.根据权利要求1所述的一种船舶数据采集系统，其特征在于，所述采集模块对应设置有采集芯片，所述采集芯片的电路具体包括：第二芯片、第七转换芯片与第一串口插座；其中：第二芯片的第一四引脚接电源正极端；第二芯片的第一六引脚接地；第二芯片的第一八引脚接入第七转换芯片的第四引脚；第二芯片的第一九引脚接入第七转换芯片的第三引脚；所述第七转换芯片的第二引脚接地，第一引脚接入正极电源，第六引脚接第一串口插座的第三引脚，第七引脚接第一串口插座的第二引脚，第八引脚接第一串口插座的第五引脚；所述第一串口插座的输出端与上位机连接。3.根据权利要求2所述的一种船舶数据采集系统，其特征在于，所述第一采集单元中信号调理电路包括：第一四电阻与第一五电阻；所述第一四电阻的一端接电源正极端，另一端接入转速传感器的同时与第一七电阻的一端连接；所述第一五电阻的一端接地，另一端接入转速传感器的同时与第一六电阻的一端连接；所述第一六电阻的另一端与第五二极管的正极端连
接；所述第一七电阻的另一端与第五二极管的负极端连接；所述第五二极管的正极端还与第六二极管的负极端连接；所述第五二极管的负极端还与第六二极管的正极端连接；所述第六二极管的负极端还与第一八电阻的一端连接；所述第六二极管的正极端还与第二一电阻的一端连接；所述第一八电阻的另一端同时与第一九电阻的一端、第一一运算放大器的负极输入端连接；所述第二一电阻的另一端同时与第二零电阻的一端、第一一运算放大器的正极输入端连接；所述第二零电阻的另一端接地；所述第一一运算放大器的输出端与第二四电阻的一端连接，所述第二四电阻的另一端接入第三转换芯片的第二引脚；所述第一一运算放大器的正极电源端接入正极电源，负极电源端接入负极电源；所述第一九电阻的另一端接入第三转换芯片的第三引脚；所述第三转换芯片的第三引脚接入采集芯片中第二芯片的第二三引脚；所述第三转换芯片的第四引脚接地。4.根据权利要求2所述的一种船舶数据采集系统，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢志刚，刘清林，戴红良，朱永祥，骆曹飞，陆梦，胡超，
申请(专利权)人：浙江省交通运输科学研究院，
类型：发明
国别省市：