[发明专利]一种基于OPC 技术的船舶机舱数据采集与监测系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于OPC(OLE for Process Control)技术的船舶机舱数据采集与监测系统。 

背景技术

船舶机舱数据采集与监测系统负责船舶系统中机舱内部众多设备运行状态数据的采集、处理，并通过较直观的方式将设备运行的状态显示供船舶相关人员实时查看，及时掌握机舱工作状况。目前，作为船舶机舱数据采集与监控系统基础的底层数据采集卡有多种实现形式，例如PLC、DCS、RS-485总线以及多种现场总线等。并且由于不同的公司提供的数据采集卡是面向整个船舶市场通用化开发设计的，所以其通讯方式和数据采集点数量通常和实际工程需要有较大差距。这样就给船舶企业带来了以下几个问题：基于市场通用型的状态数据采集卡设计开发的船舶机舱状态数据采集系统，会造成大量的数据采集卡采集点资源的闲置浪费；不同公司生产的数据采集卡通讯方式可能并不相同，即使采用相同通讯方式的数据采集卡由于其各自采用的通讯协议不同，必然使得上层船舶机舱监测软件系统需要开发越来越多的底层现场设备通讯驱动程序，造成通讯驱动程序不断开发和重复开发的现象；在船舶使用过程中进行升级改造时，如果船舶机舱的底层数据采集卡发生变化，将由于采集卡通讯接口的变化可能导致整个上层船舶机舱监控软件系统崩溃现象的发生。 

出现上述问题的关键在于：一是，由于作为整个系统基础的船舶机舱的底层数据采集卡采用市场通用型号，其面向市场通用化的设计初衷客观的决定了其必定会与实际工程应用有一定的差异。二是，由于船舶机舱上层监测软件系统的接口标准不统一。 

发明内容

针对目前船舶机舱数据采集与监测系统的现状，本发明要提出一种基于OPC技术的船舶机舱数据采集与监测系统，解决状态数据采集卡的采集点资源闲置浪费的问题；解决软件系统中硬件设备通讯驱动程序重复开发的问题；解 决在船舶使用过程中进行升级改造时，如果船舶机舱的底层数据采集卡发生变化，由于采集卡通讯接口的变化可能导致整个上层船舶机舱监控软件系统崩溃的问题。 

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下： 

一种基于OPC技术的船舶机舱数据采集与监测系统，包括OPC机舱监测系统、OPC机舱数据访问服务器、串口模块、CAN模块、数字量采集卡模块和模拟量采集卡模块，所述的OPC机舱监测系统与OPC机舱数据访问服务器采用基于Microsoft公司COM/DCOM的OPC接口技术规范进行相互通讯，OPC机舱数据访问服务器与底层状态数字量采集卡模块利用串口模块通过RS-485串口通讯技术进行相互通讯，模拟量采集卡模块利用CAN模块通过CAN现场总线技术进行相互通讯；所述的数字量采集卡模块和模拟量采集卡模块均为智能采集卡，配置有工业用嵌入式微控制器，能够独立完成机舱各设备的状态数据采集和同OPC机舱数据访问服务器之间的通讯任务；所述的OPC机舱监测系统遵循OPC规范的技术标准； 

所述的数字量采集卡模块包括ATmega32主控制芯片模块、12～5V直流电源模块、工作模式和地址选择模块、RS-485通讯模块、16路数字量输入模块、16路数字量输出模块和JTAG编程调试模块，所述的工作模式和地址选择模块负责数字量采集卡模块的工作模式和地址的设定，12～5V直流电源模块负责将输入的DC12V电压转换成DC5V电压输出、使之适合ATmega32主控制芯片模块的工作需要，JTAG编程调试模块用于芯片内部测试和编程调试，RS-485通讯模块用于RS-232/RS-485串口通信之间的转换，16路数字量输入模块和16路数字量输出模块用于完成数字量采集卡模块的输入和输出。 

本发明所述的数字量采集卡模块通过8位拨码开关进行其工作模式和地址的设定，其中拨码开关的高两位为数字量采集卡模块工作模式选择开关，01表示数字量采集卡模块为数字量输出模式，10表示数字量采集卡模块为数字量输入模式；拨码开关的低六位为数字量采集卡模块地址选择开关，数字量采集卡模块地址范围为0X00～0X3F共64个地址选择。 

本发明所述的OPC机舱监测系统和OPC机舱数据访问服务器用的开发软件是VC++，在设计数字量采集卡模块时用到了ICCAVR编译器和Protel软件。 

本发明的工作过程如下： 

A、完成OPC机舱监测系统的启动，OPC机舱监测系统启动后，完成对OPC机舱数据访问服务器与数字量采集卡模块、模拟量采集卡模块之间的通信参数的配置；