一种用于船舶的多源数据采集装置的制作方法

1.本实用新型涉及数据采集技术领域，更具体地说，本实用新型涉及一种用于船舶的多源数据采集装置。


背景技术：

2.目前，我国船舶系统处于集中式发展阶段，内部信息爆炸式增长，机舱作为船舶的动力心脏，在其中扮演着十分重要的角色，主要由主推进装置、船舶通用系统、动力管路系统、船舶电气设备、船舶监测系统等构成，所以机舱内部的数据检测决定了船舶的整体安全。
3.船舶机舱设备运行状态可依托温度、振动、噪声等参数表现进行监测，所以对该部分设备运行数据进行监测，即通过采集这些数据，并与正常数据进行对比以评定设备运行状态，进一步制定施行相应的应对策略，防范设备性能进一步衰退的过程，倘若相关设备引发故障，监测系统可第一时间向船舶工作人员发出警示信号。
4.船舶机舱设备的数据采集系统需要诸多的i/o接口，而现有的i/o接口系统普遍为通用型，在实际应用中会产生明显的i/o接口资源浪费，对成本控制造成不利影响，所以，从控制成本出发，专门建设一个数据采集装置显得尤为必要。其次，多样、繁杂的船舶机舱设备上各个子系统底层网络对应着一系列实现形式，这使得机舱设备运行数据采集存在不小的难度，进一步提升了信息协调、集成工作的复杂性，同时，倘若机舱底层数据采集卡硬件发生相应变化时，通常会对上层监测软件系统造成不利影响。再次，在船舶机舱推广的软件系统种类不断增多，该部分软件系统与机舱监测数据采集、监测系统相互间通常会有数据交换、信息共享等问题，为软件系统开发及维护管理带来不小的挑战。
5.因此，针对船舶应用场景，我们设计出一种结构简单、成本低、高效率的多源数据采集装置是非常有意义的。


技术实现要素：

6.为了克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种用于船舶的多源数据采集装置，具有信息采集和巡检效率高及成本易控制等优点。
7.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种用于船舶的多源数据采集装置，包括采集船舶机舱的温度与振动数据的多源数据采集电路，所述多源数据采集电路连接有主控制器和声光报警电路并向主控制和声光报警电路发送信号，所述主控制器对来自多源数据采集电路的信号进行处理后通过连接显示模块对信息实时显示，所述声光报警电路通过多源数据采集电路发送的信号对出现问题的系统和设备进行报警，所述多源数据采集电路、主控制器、声光报警电路和显示模块均通过供电电路供电。
8.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述供电电路包括整流桥d3、由ucc28600控制的反激变换器及相互耦合的副边绕组w2变压器原边绕组w1，副边绕组w2与变压器原边绕组w1的耦合产生一路15v电源电压为所述显示模块、多源数据采集电路和光电报警电路
供电，所述供电电路还包括有78m05降压芯片，所述78m05降压芯片将副边绕组w2与变压器原边绕组w1的耦合产生一路15v电源电压降压至5v向主控制器和多源数据采集电路供电。
9.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述多源数据采集电路包括有u1和u2比较器，所述u1和u2比较器通过副边绕组w2与变压器原边绕组w1的耦合产生的15v电源电压供电，所述多源数据采集电路还包括设置在船舶系统中的温度传感器和振动传感器，所述温度传感器和振动传感器通过78m05降压芯片输出的5v电压供电。
10.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述多源数据采集电路包括温度数据采集电路和振动数据采集电路，所述温度数据采集电路包括温度传感器、相互串联的比较器u1a和比较器u1b，所述温度传感器对机舱设备温度检测后将信号输入比较器u1a的同相输入端与输出反馈作比较后再到比较器u1b的反相输入端，与电阻r7和滑动变阻器r6产生的基准电压作比较，最后信号uadc传输到主控制器和光电报警电路中实现温度实时监测和报警。
11.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述振动数据采集电路包括振动传感器和比较器u2a，所述振动传感器采集设备振动数据至比较器u2a，所述比较器u2a输出高电平为主控制器与光电报警电路输送信号uadc。
12.与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：
13.本实用新型通过多源数据采集装置对船舶机舱设备的温度数据、振动数据全天候实时监测记录，并且通过设置声光报警对可以非常及时的察觉设备的各种故障情况，具有更高的安全性，提高了工作人员的安全巡检效率，本技术的采集装置方案简单，成本相对较低且易于控制，并且更易于实现数据交换、信息共享等的目的。
附图说明
14.图1为本实用新型构架示意图；
15.图2为本实用新型供电电路图；
16.图3为本实用新型设备温度采集电路图；
17.图4为本实用新型设备振动采集电路图；
18.图5为本实用新型光电报警电路图；
19.图6为本实用新型模拟参考电压电路图。
具体实施方式
20.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
21.如图1至图6所示，本实用新型提供一种用于船舶的多源数据采集装置，包括采集船舶机舱的温度与振动数据的多源数据采集电路，所述多源数据采集电路连接有主控制器和声光报警电路并向主控制和声光报警电路发送信号，所述主控制器对来自多源数据采集电路的信号进行处理后通过连接显示模块对信息实时显示，所述声光报警电路通过多源数据采集电路发送的信号对出现问题的系统和设备进行报警，所述多源数据采集电路、主控制器、声光报警电路和显示模块均通过供电电路供电；
22.供电电路：副边绕组w2与变压器原边绕组w1的耦合产生一路15v的辅助电源电压；15v的电压再经过78m05芯片输出一路5v的辅助电源电压。主要为控制芯片hc89f0312、多源数据采集电路以及其他辅助电路提供所需的供电电压，以便于电路稳定的运行。
23.多源数据采集电路：数据采集电路是通过传感器ad590、htd对船舶机舱设备的振动、温度两方面数据进行全天候实时检测，采样信号经过比较、放大后传输到主控制芯片hc89f0312与光电报警电路中，hc89f0312对信号进行处理并通过显示模块对信息进行实时显示，通过光电报警电路对出现问题的系统、设备进行报警。
24.光电报警电路：光电报警电路接受数据采集电路传输的信号uadc后，通过比较器u3a与基准信号相比较，在采集信号超过基准信号后会触发发光二极管发光与蜂鸣器buzzer进行报警，提醒人员及时解决问题。
25.模拟参考电压电路：hc89f0312芯片内部的adc参考电压根据用户需要连接电压,供电电源产生的5v电压经过max6021芯片转换2.048v作为模拟参考电压，jp1通过跳线帽选择模拟参考电压vref是2.048v或3.3v的电压vdd。
26.其中，所述供电电路包括整流桥d3、由ucc28600控制的反激变换器及相互耦合的副边绕组w2变压器原边绕组w1，副边绕组w2与变压器原边绕组w1的耦合产生一路15v电源电压为所述显示模块、多源数据采集电路和光电报警电路供电，所述供电电路还包括有78m05降压芯片，所述78m05降压芯片将副边绕组w2与变压器原边绕组w1的耦合产生一路15v电源电压降压至5v向主控制器和多源数据采集电路供电；
27.220v的交流电经过整流桥d3流入由芯片ucc28600控制的反激变换器中，副边绕组w2与变压器原边绕组w1的耦合产生一路15v的辅助电源电压，15v的电压再经过78m05降压芯片后输出一路5v的辅助电源电压。15v电压将为显示模块、数据采集电路中的比较器u1、u2与光电报警电路中的比较器u3供电，5v电压将为主控制芯片hc89f0312、多源数据采集电路中的温度与振动传感器、光电报警器中的基准电压与蜂鸣器buzzer和模拟参考电压电路的降压芯片max6021输入供电，以保证整体设备的工作稳定性。
28.其中，所述多源数据采集电路包括有u1和u2比较器，所述u1和u2比较器通过副边绕组w2与变压器原边绕组w1的耦合产生的15v电源电压供电，所述多源数据采集电路还包括设置在船舶系统中的温度传感器和振动传感器，所述温度传感器和振动传感器通过78m05降压芯片输出的5v电压供电。
29.其中，所述多源数据采集电路包括温度数据采集电路和振动数据采集电路，所述温度数据采集电路包括温度传感器、相互串联的比较器u1a和比较器u1b，所述温度传感器对机舱设备温度检测后将信号输入比较器u1a的同相输入端与输出反馈作比较后再到比较器u1b的反相输入端，与电阻r7和滑动变阻器r6产生的基准电压作比较，最后信号uadc传输到主控制器和光电报警电路中实现温度实时监测和报警；
30.其中，所述振动数据采集电路包括振动传感器和比较器u2a，所述振动传感器采集设备振动数据至比较器u2a，所述比较器u2a输出高电平为主控制器与光电报警电路输送信号uadc；
31.多源数据采集电路包含两部分，一部分是船舶机舱设备温度数据的采集，温度数据采集电路通过温度传感器ad590对机舱设备的温度进行检测后输入比较器u1a的同相输入端，与输出反馈作比较后再到比较器u1b的反相输入端，与电阻r7和滑动变阻器r6产生的
基准电压作比较，最后信号uadc传输到主控制芯片hc89f0312和光电报警电路中，从而实现机舱温度的实时检测与设备故障的及时报警。另一部分为船舶机舱设备的振动数据采集，振动数据采集电路通过振动传感器htd对设备的振动数据进行采集，控制三极管q2的导通与关断，当传感器htd感受到振动后，三极管q2导通，比较器u2a的反相输入端输入低电平，比较器u2a输出高电平，为主控制芯片hc89f0312与光电报警电路输送信号uadc，实现机舱温度的实时检测与设备故障的及时报警。当传感器htd没有感受到振动，三极管q2不导通，比较器u2a输出低电平，主控制芯片hc89f0312与光电报警电路检测不到设备振动信号，从而不做出反应。
32.本实用新型的工作原理及使用流程：
33.用于表述技术的使用说明或者操作方法；
34.芯片ucc28600控制的反激变换器产生15v、5v的输出电压为整个数据采集装置进行供电，多源数据采集电路对船舶机舱的温度与振动数据进行采集后，将信号传输到主控芯片hc89f0312与光电报警电路中，hc89f0312对信号进行处理并通过显示模块对信息进行实时显示，通过光电报警电路对出现问题的系统、设备进行报警。
35.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
36.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种用于船舶的多源数据采集装置，其特征在于：包括采集船舶机舱的温度与振动数据的多源数据采集电路，所述多源数据采集电路连接有主控制器和声光报警电路并向主控制和声光报警电路发送信号，所述主控制器对来自多源数据采集电路的信号进行处理后通过连接显示模块对信息实时显示，所述声光报警电路通过多源数据采集电路发送的信号对出现问题的系统和设备进行报警，所述多源数据采集电路、主控制器、声光报警电路和显示模块均通过供电电路供电。2.根据权利要求1所述的一种用于船舶的多源数据采集装置，其特征在于：所述供电电路包括整流桥d3、由ucc28600控制的反激变换器及相互耦合的副边绕组w2变压器原边绕组w1，副边绕组w2与变压器原边绕组w1的耦合产生一路15v电源电压为所述显示模块、多源数据采集电路和光电报警电路供电，所述供电电路还包括有78m05降压芯片，所述78m05降压芯片将副边绕组w2与变压器原边绕组w1的耦合产生一路15v电源电压降压至5v向主控制器和多源数据采集电路供电。3.根据权利要求2所述的一种用于船舶的多源数据采集装置，其特征在于：所述多源数据采集电路包括有u1和u2比较器，所述u1和u2比较器通过副边绕组w2与变压器原边绕组w1的耦合产生的15v电源电压供电，所述多源数据采集电路还包括设置在船舶系统中的温度传感器和振动传感器，所述温度传感器和振动传感器通过78m05降压芯片输出的5v电压供电。4.根据权利要求1所述的一种用于船舶的多源数据采集装置，其特征在于：所述多源数据采集电路包括温度数据采集电路和振动数据采集电路，所述温度数据采集电路包括温度传感器、相互串联的比较器u1a和比较器u1b，所述温度传感器对机舱设备温度检测后将信号输入比较器u1a的同相输入端与输出反馈作比较后再到比较器u1b的反相输入端，与电阻r7和滑动变阻器r6产生的基准电压作比较，最后信号uadc传输到主控制器和光电报警电路中实现温度实时监测和报警。5.根据权利要求4所述的一种用于船舶的多源数据采集装置，其特征在于：所述振动数据采集电路包括振动传感器和比较器u2a，所述振动传感器采集船舶机舱振动数据至比较器u2a，所述比较器u2a输出高电平为主控制器与光电报警电路输送信号uadc。

技术总结
本实用新型涉及数据采集技术领域，且公开了一种用于船舶的多源数据采集装置，包括采集船舶机舱的温度与振动数据的多源数据采集电路，所述多源数据采集电路连接有主控制器和声光报警电路并向主控制和声光报警电路发送信号，所述主控制器对来自多源数据采集电路的信号进行处理后通过连接显示模块对信息实时显示，所述声光报警电路通过多源数据采集电路发送的信号对出现问题的系统和设备进行报警，所述多源数据采集电路、主控制器、声光报警电路和显示模块均通过供电电路供电。本实用新型采集装置方案简单，工作人员的安全巡检效率搞高，成本相对较低且易于控制，并且更易于实现数据交换、信息共享等的目的。信息共享等的目的。信息共享等的目的。


技术研发人员：王雪阳 侯智荣 毛鹏
受保护的技术使用者：苏州海韵之星智能科技有限公司
技术研发日：2023.03.04
技术公布日：2023/9/3