[发明专利]船舶机舱设备运行状态无线网络监视系统

说明书

技术领域

本发明涉及大型船舶机舱设备运行状态无线网络监视系统，尤其涉及一种能将大量个体信号清楚分辩并及时传输、处理、显示的无线网络监视系统。

背景技术

目前国内很多造船企业，设计生产的船舶根据用途和吨位的不同，机舱的测量点，从几十个到几千个各不相同。机舱是船舶的心脏，对机舱的温度、液位、管道的压力和流量等物理量的监测十分重要。由于船舶机舱里的环境非常恶劣，通常是高温、高湿度、高噪声、高震动等环境，采用船员在机舱值班的形式，对船员身体的影响很大，国外自动化程度较高的船舶已经开始使用美国克尔斯博科技公司的一种名为“尘埃”的无线传感器网络技术，大多数船舶都采用有线的方式监测机舱的机械设备，由于船舶机械结构复杂、被测的物理量较多，布线十分困难，采用国外进口自动化设备时，价格较高。

随着控制技术和计算机技术的不断进步，船舶综合自动化系统正向着数字化、智能化、网络化的方向发展。随着自动化水平的提高，系统智能设备也越趋复杂，系统主要包含了导航与航行规划系统、综合船舶信息显示与处理系统、数据接口子系统、机舱监控系统、重要的导航仪器和传感器等部分，上述部分的多样化和智能化，使得它们之间互连变得十分困难，数据处理、传输不易，给船舶综合自动化系统的实施带来了困难。

发明内容

本发明提供了一种能适应船舶机舱中机械设备大量运行数据的无线采集，并处理为较易识别、处理、传输的XML数据，以便于实时监测设备运行状态的船舶机舱设备运行状态无线网络监视系统。

本发明的技术方案是：它包括设置在船舶控制室内的PC、与PC相连的无线网关、设置在船舱上与无线网关通讯的若干无线路由、设置在船舱机械设备上的与无线路由通讯的若干无线传感器节点，无线传感器节点采集机舱设备的运行数据并形成与该节点匹配的ID、运行数据信号串，若干无线传感器节点与无线路由通讯，无线路由汇聚若干信号串并传输给无线网关，所述无线网关内设有将接收到的若干传感器信号转换为XML信号并以Web形式发布的芯片；所述PC内设储存有对上述信号进行处理、运算、显示的软件的存储器。

所述的无线网关包括天线、无线射频电路、微控制器、以太网控制器、以太网接口电路、电源电路、复位电路以及嵌入了HTTP协议的SRAM和FLASH存储器；天线接收各无线传感器的数字信号，通过无线射频电路传输给微控制器，微控制器将该信号汇聚、并转换为可以Web数据发布的XML数据，再通过以太网控制器、以太网接口电路输出。

所述的无线传感器节点包括传感器输入调理电路、单片机电路、无线发射电路、天线、电源电路、RS232转换电路、功能键盘电路、复位电路、LCD显示电路；单片机电路中设超低功耗的MSP430系列单片机。

它还设有无线接收电路。

无线接收电路中的芯片为CC2430芯片。

本发明将基于无线传感器网络接收的数据转换为XML表示的数据，XML作为一种透明的元数据交换媒介，有利于实现船舶监控技术支持系统之间的兼容。结合船舶机舱测量的实际需求，选定最佳的测量方案，设计开发了适应我国的市场要求的无线传感器网关装置，具有抗干扰能力强，价格适中的特点。

本发明在现有船舶机舱机械设备测量点通过电缆直接送至控制中心驾驶室的基础上，经过无线传感器节点，将信号分散测量，通过本发明的无线传感器网关收集信息并处理后传送到控制室，既减少电缆的数量，又维护方便。通过XML的一致的数据表示，为船舶综合自动化系统提供通用数据接口，有利于各自动化部件的数据融合。本发明抗干扰能力强、超低功耗、工作稳定，自动接收船舶机舱无线传感器网络中传感器节点采集的数据，并转换为自描述的XML数据，为基于Web的监控系统提供通用数据接口。此外，本发明中还设置有可加载临近传感器数据的节点，比如，一台设备上的若干节点只需一个节点为具有发射、接收功能，其余节点具备发射功能即可，实现了区域信号打包传输，大大降低了成本。

附图说明

图1为本发明系统的信号传输示意图；

图中，1是控制室，2是无线网关，3是PC，4是船舱中设备，5是无线路由，6是节点，7是带信号接收功能的节点，8是船舱。

图2为本发明中无线网关的工作原理框图；

图3为本发明的数据流向示意图。

具体实施方式