[发明专利]一种基于物联网船舶测试信息集成采集分析系统及测试方法

权利要求书

1.一种基于物联网船舶测试信息集成采集分析系统，其特征在于，包括

多个传感器，用于分别获取传感器对应的原始数据，其包括风速风向仪、电子罗经、光学测速传感器、DGPS、测深仪和轴功率测量分析仪；

下位数据采集器，用于接收多个传感器述原始数据，其包括风速风向仪输入串口、电子罗经输入串口、光学测速传感器输入串口、DGPS输入串口、测深仪输入串口、轴功率测量分析仪输入串口和通信串口，所述风速风向仪输入串口、电子罗经输入串口、光学测速传感器输入串口、DGPS输入串口和测深仪输入串口均使用NMEA0183协议，所述轴功率测量分析仪输入串口使用TT10K的数据格式；

上位数据存储分析模块，用于获取上位机所需基本数据并进行动态存储，还用于通过通信串口接收所述下位数据采集器得到的原始数据并存储，根据上位机所需基本数据和所述原始数据进行数据计算及分析，并将数据计算得到的结果和分析进行存储和显示。

2.如权利要求1所述的基于物联网船舶测试信息集成采集分析系统，其特征在于，所述下位数据采集器设置有嵌入式处理器STM32F427，所述嵌入式处理器STM32F427基于-M4 32位RISC内核，所述-M4内核带有单精度浮点运算单元。

3.如权利要求2所述的基于物联网船舶测试信息集成采集分析系统，其特征在于，所述嵌入式处理器STM32F427内置2M字节的Flash和256K字节的系统SRAM。

4.如权利要求2所述的基于物联网船舶测试信息集成采集分析系统，其特征在于，所述嵌入式处理器STM32F427中还具有存储器保护单元。

5.如权利要求1所述的基于物联网船舶测试信息集成采集分析系统，其特征在于，所述通信串口为UART。

6.如权利要求1所述的基于物联网船舶测试信息集成采集分析系统，其特征在于，所述基于物联网船舶测试信息集成采集分析系统还包括USB通信模块和/或RS-232通信模块。

7.如权利要求1所述的基于物联网船舶测试信息集成采集分析系统，其特征在于，所述基于物联网船舶测试信息集成采集分析系统还包括电源模块，所述电源模块采用DC-005为直流插座。

8.如权利要求1所述的基于物联网船舶测试信息集成采集分析系统，其特征在于，所述并将数据计算得到的结果和分析进行显示，具体为：测试数据在时域PI图、列表、趋势图显示和最大最小值等特征值分析。

9.一种船舶海上性能测试方法，其特征在于，使用如权利要求1-8任一项所述基于物联网船舶测试信息集成采集分析系统，进行数据采集，得到原始数据，所述原始数据包括GPS时间、经度、纬度、航向、航速、相对风向、相对风速、水深、船艏向、轴转速、轴扭矩和轴功率数据，基于所述数据进行船舶EEDI航速测试、船舶急停和惯性试验、航向稳定性试验、Z形试验、回转试验和威廉救生试验测试，具体步骤如下：

EEDI航速测试：通过所述下位数据采集器预设采集频率，在预设采集频率后同步获取所述原始数据，并得到测试结果；

船舶急停和惯性试验：分别从数据采集器获取试验开始时刻和试验结束时刻对应的所述原始数据，并根据所述试验开始时刻和试验结束时刻对应的原始数据计算试验开始至试验结束时间段内船舶的初始航速、初始航向、结束航速、结束航向、航迹距离、横偏距离、冲程和试验总时间；

航向稳定性试验：船舶保持试验航速稳定直航并将舵角保持在0°位置或船舶保持试验航速稳定直航，从试验开始至试验结束在预设时间内获取对应的原始数据，并得到测试结果；

Z形操纵性试验：船舶舵角迅速转至左10°/20°，船艏艏向角逐渐向左变化10°/20°，此时立刻向右操舵10°/20°，第一次获取所述原始数据，在船艏达到左方最大偏转角的位置时，第二次获取所述原始数据，向角偏转至开始时艏向角右边10°/20°时，第三次获取原始数据，并迅速操左舵10°/20°，在船艏达到右方最大偏转角的位置时，第四次获取原始数据，并得到测试结果；

回转试验：以试验开始时的艏向角为基准艏向角变化量达到90°、180°、270°、360°、450°、540°，并相应记录原始数据；

威廉救生试验：船舶打右满舵，船艏向变化60°-90°之间时，点击“反向操舵”按钮快速左满舵，记录下此时的原始数据，船接近原来航向的反方向时，船舶操舵回中，记录下此时的原始数据，船与原航向的反方向直线航行并减速，接近试验开始位置时减速至零时，记录下此时的原始数据。