[发明专利]一种空调冷藏区域监控装置及监控方法

说明书

本发明涉及一种空调冷藏区域监控装置及监控方法，利用空调冷藏区域监控装置搭建双冗余CAN总线辅机监控网、双冗余CAN总线区域控制网、RS485总线通讯网；在Modbus RTU协议的基础上制定RS485/CAN透传协议，将RS485通讯传输的数据按照CAN通讯的格式进行拆分和重新组合，在区域控制中实现数据的透明传输，有效避免总线负载率高，主机负荷增加问题的发生，保证数据传输的质量和通讯效率，从而实现及时、高效的监控；空调冷藏区域监控装置中信号采集箱作为远程I/O终端，实现区域内各设备的统一管理。在采用透传协议的基础上，所有IO板卡作为上层监控设备的远程IO节点和上层监控设备进行信息交互，在保证通讯效率的同时大大节约了硬件成本。

技术领域

本发明涉及一种船舶通讯和监控技术，特别涉及一种基于Modbus透传协议和远程I/O技术的空调冷藏区域监控装置及监控方法。

背景技术

船舶空调冷藏系统具有不同功能的区域，区域内包含多种功能设备，对这些设备进行监控需要在不同区域之间、不同设备之间实现信息交互和数据共享，往往依靠多层级式通讯技术来实现。传统多层级式监控系统的通讯技术在不同层级常采用不同的通讯方式，例如通过CAN通讯网、RS485通讯网对数据进行共享和传输。由于不同通讯方式采用不同的通讯协议，在不同的层级间必然存在协议转换的环节，这种协议转换会降低通讯的传输速率、传输质量、传输稳定性和可靠性。在船舶空调冷藏系统中，为了实现数据的采集和传输，需要在系统中设置信号采集箱。若采用现有的RS485通讯协议和CAN通讯协议对数据进行传输，数据域的数据无法一一对应，信号采集箱在完成信号采集后，还需要对数据进行复杂的转换和处理。信号采集箱首先需要根据所接收数据的RS485通讯协议对报文进行解析，再将解析后的数据按照发送数据的CAN报文格式进行转换，这种传输方式要求信号采集箱有专门负责协议解析和转换的CPU板卡及相应的软件来处理。在监控系统中进行大数据量传输时，总线负载率高，协议转换势必会占用较多的系统资源，易造成总线拥堵和设备卡顿，导致总线利用率降低、主机负荷增加。

此外，传统多层级监控技术需要在不同区域布置分区监控设备负责本区域内数据的采集和传输，分区监控设备除需要配备负责数据采集的IO板卡外，还需配备性能较好的CPU板卡实现IO板卡的管理、协议的转换以及数据的统一传输，需要耗费较高的硬件成本。

发明内容

针对船舶空调冷藏系统监测存在的问题，提出了一种空调冷藏区域监控装置及监控方法，在空调冷藏区域中，通过搭建双冗余CAN总线辅机监控网、双冗余CAN总线区域控制网和RS485总线构成的通讯监控网；搭建集中监控台、区域监控箱、基于远程IO技术的信号采集箱和模拟调试装置的硬件监控平台框架；为了避免数据转换和处理对数据传输的稳定性和传输速率造成影响，制定基于Modbus透传协议的RS485通讯网、CAN通讯网传输协议，实现数据在不同通讯网络之间的透明传输。在传输大量数据时能够保证数据的传输质量和可靠性，且不会造成总线拥堵和设备卡顿，提高了信息交互和数据共享的效率，节约了硬件成本。

本发明的技术方案为：一种空调冷藏区域监控装置，包括区域监控箱、信号采集箱、模拟调试装置、辅机监控网双冗余CAN总线、区域控制网双冗余CAN总线、RS485总线和数据输入输出线；区域监控箱通过辅机监控网双冗余CAN总线与集中监控台互相通信；区域监控箱和模拟调试装置通过辅机监控网双冗余CAN总线互相通信；区域监控箱和信号采集箱之间通过区域监控网双冗余CAN总线连接，信号采集箱和模拟调试装置之间通过RS485总线、数据输入输出线连接；所述区域监控箱作为前区区域监控箱，所述模拟调试装置模拟船舶前区、中区和后区区域内各系统、设备，以及模拟船舶中区、后区区域监控箱；所述信号采集箱由现场总线RS485通讯模块、现场总线开关量输入模块、现场总线开关量继电器输出模块组成。