專利名稱：一種船舶用光纖傳輸現(xiàn)場總線系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種現(xiàn)場總線系統(tǒng)，特別是涉及一種為了適應(yīng)船舶智能化信息監(jiān)控的通用性以及對(duì)現(xiàn)場設(shè)備的集成通訊的穩(wěn)定性與對(duì)通訊設(shè)備的通訊協(xié)議的兼容的船舶用光纖傳輸現(xiàn)場總線系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
一艘船舶對(duì)于周圍環(huán)境來說是一個(gè)小系統(tǒng)。對(duì)于船舶自身來說就是一個(gè)比較復(fù)雜的大系統(tǒng)。為了讓船舶智能化程度更高，對(duì)船舶上的參數(shù)的智能監(jiān)控更有效，使能接入船舶智能化系統(tǒng)平臺(tái)的集成度更大?，F(xiàn)代的船舶智能化系統(tǒng)一個(gè)平臺(tái)不能集成所有的通訊設(shè)備，使得一臺(tái)設(shè)備有問題或者一個(gè)子系統(tǒng)有問題將需要專門的人員來解決集成過程中出現(xiàn)的各種復(fù)雜問題。由于通訊協(xié)議的多樣性與復(fù)雜性，需要現(xiàn)場處理故障的人員必須具備專門的技術(shù)知識(shí)。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述問題，本發(fā)明的主要目的在于提供一種為了適應(yīng)船舶智能化信息監(jiān)控的通用性以及對(duì)現(xiàn)場設(shè)備的集成通訊的穩(wěn)定性與對(duì)通訊設(shè)備的通訊協(xié)議的兼容的船舶用光纖傳輸現(xiàn)場總線系統(tǒng)。本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案來解決上述技術(shù)問題的一種船舶用光纖傳輸現(xiàn)場總線系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括將一種通訊協(xié)議轉(zhuǎn)化為另外一種標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議的協(xié)議網(wǎng)關(guān)、船舶智能化信息控制平臺(tái)和若干組智能通訊設(shè)備，所述若干組智能通訊設(shè)備包括采用標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的智能通訊設(shè)備和非標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的智能通訊設(shè)備，所述采用標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的智能通訊設(shè)備連接在船舶智能化信息控制平臺(tái)上，采用非標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的智能通訊設(shè)備通過所述協(xié)議網(wǎng)關(guān)連接在船舶智能化信息控制平臺(tái)上。在本發(fā)明的具體實(shí)施例子中，所述協(xié)議網(wǎng)關(guān)采用工業(yè)BOXPC作為協(xié)議轉(zhuǎn)換的CPU 進(jìn)行運(yùn)算與處理器，在BOXPC上安裝有LABVIEW作為協(xié)議轉(zhuǎn)換的軟件系統(tǒng)。在本發(fā)明的具體實(shí)施例子中，所述BOXPC通過串口或者是網(wǎng)口與智能通訊設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。在本發(fā)明的具體實(shí)施例子中，在BOXPC通過LABVIEW軟件進(jìn)行編程獲取到，智能通訊設(shè)備與該設(shè)備廠家軟件進(jìn)行通訊，獲取到相應(yīng)的數(shù)據(jù)，在LABVIEW下面存儲(chǔ)成標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議格式，將經(jīng)過處理的數(shù)據(jù)以標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的格式發(fā)送到對(duì)應(yīng)的光電轉(zhuǎn)換口，使得非標(biāo)準(zhǔn)和非公開的協(xié)議變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)的通用協(xié)議。在本發(fā)明的具體實(shí)施例子中，所述采用標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的智能通訊設(shè)備上連接有光電轉(zhuǎn)換設(shè)備，所述光電轉(zhuǎn)化設(shè)備上設(shè)置有包括多模接口、單模接口以及通訊接口端子。在本發(fā)明的具體實(shí)施例子中，所述協(xié)議網(wǎng)關(guān)的接口包括智能通訊設(shè)備接口和轉(zhuǎn)化標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議接口。協(xié)議采集轉(zhuǎn)發(fā)流程包括如下步驟
(1)、將智能設(shè)備廠家軟件安裝在BOXPC中；(2)、將智能設(shè)備連接到BOXPC的串口或者網(wǎng)口 ；(3)、啟動(dòng)智能設(shè)備通訊軟件；(4)、用LABVIEW鏡像串口或者網(wǎng)口端的數(shù)據(jù)；(5)、將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在LABVIEW編程后按照通用協(xié)議格式發(fā)送到指定串口或者網(wǎng)口；(6)、監(jiān)控電腦在船舶智能化信息監(jiān)控平臺(tái)上獲取到通用協(xié)議轉(zhuǎn)發(fā)回來的智能設(shè)備的信息。本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于本發(fā)明提供的船舶用光纖傳輸現(xiàn)場總線系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明在船舶智能通訊系統(tǒng)平臺(tái)中有一個(gè)關(guān)鍵設(shè)備就是協(xié)議網(wǎng)關(guān)，實(shí)際上就是將一種通訊協(xié)議轉(zhuǎn)化為另外一種標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議的轉(zhuǎn)換工具。協(xié)議網(wǎng)關(guān)在這個(gè)過程中起到翻譯報(bào)文與轉(zhuǎn)化報(bào)文的功能。協(xié)議網(wǎng)關(guān)采用工業(yè)BOXPC(—體機(jī)電腦)作為協(xié)議轉(zhuǎn)換的CPU進(jìn)行運(yùn)算與處理器，在BOXPC上安裝有LABVIEW(虛擬儀器)相關(guān)軟件作為協(xié)議轉(zhuǎn)換的軟件系統(tǒng)，在船舶智能設(shè)備中有一種設(shè)備是標(biāo)準(zhǔn)通信設(shè)備，通訊協(xié)議結(jié)構(gòu)公開，如MODBUS，CAN, CAN0PEN等協(xié)議，還有一些是非公開的如PROFIBUS，L0NW0RK等，對(duì)于開放的協(xié)議不需要使用協(xié)議網(wǎng)關(guān)直接接入船舶智能化信息監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)，對(duì)于是非標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議以及非公開協(xié)議的智能通訊設(shè)備采用協(xié)議網(wǎng)關(guān)，經(jīng)過協(xié)議網(wǎng)關(guān)翻譯后，再接入到船舶智能化信息監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)。BOXPC(電腦一體機(jī))上安裝有智能通訊設(shè)廠家提供的通訊軟件。BOXPC通過串口或者是網(wǎng)口與智能通訊設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。在BOXPC通過LABVIEW軟件進(jìn)行編程獲取到，智能通訊設(shè)備與該設(shè)備廠家軟件進(jìn)行通訊，獲取到相應(yīng)的數(shù)據(jù)，在LABVIEW下面存儲(chǔ)成標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議格式。將經(jīng)過處理的數(shù)據(jù)以標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的格式發(fā)送到對(duì)應(yīng)的光電轉(zhuǎn)換口，使得非標(biāo)準(zhǔn)和非公開的協(xié)議變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)的通用協(xié)議。實(shí)現(xiàn)各種智能設(shè)備能在同一個(gè)智能總線構(gòu)造下的智能化監(jiān)控平臺(tái)下使用，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代船舶的信息化和智能化。


圖1是本發(fā)明的船舶用光纖傳輸總線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明的協(xié)議轉(zhuǎn)換接口的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本發(fā)明的協(xié)議轉(zhuǎn)換硬件連接示意圖。圖5是本發(fā)明的協(xié)議轉(zhuǎn)換原理流程圖。圖6是本發(fā)明的協(xié)議采集轉(zhuǎn)發(fā)流程。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖給出本發(fā)明較佳實(shí)施例，以詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)方案。圖1是本發(fā)明的船舶用光纖傳輸總線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示本發(fā)明包括將一種通訊協(xié)議轉(zhuǎn)化為另外一種標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議的協(xié)議網(wǎng)關(guān)、船舶智能化信息控制平臺(tái)和若干組智能通訊設(shè)備，所述若干組智能通訊設(shè)備包括采用標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的智能通訊設(shè)備和非標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的智能通訊設(shè)備，所述采用標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的智能通訊設(shè)備連接在船舶智能化信息控制平臺(tái)上，采用非標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的智能通訊設(shè)備通過所述協(xié)議網(wǎng)關(guān)連接在船舶智能化信息控制平臺(tái)上。該協(xié)議網(wǎng)關(guān)采用工業(yè)BOXP ( 一體機(jī)電腦)C作為協(xié)議轉(zhuǎn)換的CPU進(jìn)行運(yùn)算與處理器，在
4BOXPC(—體機(jī)電腦)上安裝有LABVIEW作為協(xié)議轉(zhuǎn)換的軟件系統(tǒng)。BOXPC(—體機(jī)電腦) 通過串口或者是網(wǎng)口與智能通訊設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。在BOXPC ( 一體機(jī)電腦)通過LABVIEW軟件進(jìn)行編程獲取到，智能通訊設(shè)備與該設(shè)備廠家軟件進(jìn)行通訊，獲取到相應(yīng)的數(shù)據(jù)，在LABVIEW(虛擬儀器)下面存儲(chǔ)成標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議格式，將經(jīng)過處理的數(shù)據(jù)以標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的格式發(fā)送到對(duì)應(yīng)的光電轉(zhuǎn)換口，使得非標(biāo)準(zhǔn)和非公開的協(xié)議變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)的通用協(xié)議。圖2是本發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖，采用標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的智能通訊設(shè)備上連接有光電轉(zhuǎn)換設(shè)備，所述光電轉(zhuǎn)化設(shè)備上設(shè)置有包括多模接口、單模接口以及通訊接口端子。圖3是本發(fā)明的協(xié)議轉(zhuǎn)換接口的結(jié)構(gòu)示意圖，協(xié)議網(wǎng)關(guān)的接口包括智能通訊設(shè)備接口和轉(zhuǎn)化標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議接口。圖6是本發(fā)明的協(xié)議采集轉(zhuǎn)發(fā)流程，協(xié)議采集轉(zhuǎn)發(fā)流程包括如下步驟(1)、將智能設(shè)備廠家軟件安裝在BOXPC中；(2)、將智能設(shè)備連接到BOXPC的串口或者網(wǎng)口 ；(3)、啟動(dòng)智能設(shè)備通訊軟件；(4)、用LABVIEW鏡像串口或者網(wǎng)口端的數(shù)據(jù)；(5)、將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在LABVIEW編程后按照通用協(xié)議格式發(fā)送到指定串口或者網(wǎng)口；(6)、監(jiān)控電腦在船舶智能化信息監(jiān)控平臺(tái)上獲取到通用協(xié)議轉(zhuǎn)發(fā)回來的智能設(shè)備的信息?！N船舶用光纖傳輸總線系統(tǒng)主要由光電轉(zhuǎn)化器，協(xié)議轉(zhuǎn)化網(wǎng)關(guān)，協(xié)議轉(zhuǎn)換接口組成。船舶用光纖傳輸現(xiàn)場總線組成的智能化信息監(jiān)控系統(tǒng)的拓?fù)鋱D(附圖1)。光電轉(zhuǎn)化設(shè)備(附圖2)協(xié)議轉(zhuǎn)換設(shè)備接口(附圖3)協(xié)議轉(zhuǎn)化設(shè)備連接(附圖4) 協(xié)議轉(zhuǎn)化設(shè)備轉(zhuǎn)化原理(附圖幻協(xié)議轉(zhuǎn)化設(shè)備采集轉(zhuǎn)化流程(附圖6)。一臺(tái)非公開協(xié)議或者非標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的智能通訊設(shè)備按照船舶光纖傳輸現(xiàn)場總線要求接入系統(tǒng)，按照附圖1，接在協(xié)議網(wǎng)關(guān)的下面。在BOXPC上運(yùn)行該智能通訊設(shè)備的軟件，讓 BOXPC和智能通訊設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和數(shù)據(jù)，同時(shí)開啟LABVIEW，編寫好的串口數(shù)據(jù)采集與儲(chǔ)存軟件，將LABVIEW采集來的數(shù)據(jù)進(jìn)行解析。將解析完的數(shù)據(jù)按照格式存儲(chǔ)在軟件的文件中，LABVIEff根據(jù)數(shù)據(jù)的內(nèi)容，在數(shù)據(jù)文件中加入報(bào)文到數(shù)據(jù)中，加入的報(bào)文和解析的數(shù)據(jù)形成一個(gè)完整的通信報(bào)文，將通信報(bào)文作為一個(gè)鏡像串口與船舶智能化信息監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。最后船舶智能化信息監(jiān)控系統(tǒng)就可以通過協(xié)議網(wǎng)關(guān)對(duì)非標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議或者非公開協(xié)議進(jìn)行通訊。這樣以光纖為骨干的網(wǎng)絡(luò)就可以對(duì)整艘船舶進(jìn)行數(shù)據(jù)監(jiān)控。本發(fā)明在船舶智能通訊系統(tǒng)平臺(tái)中有一個(gè)關(guān)鍵設(shè)備就是協(xié)議網(wǎng)關(guān)，實(shí)際上就是將一種通訊協(xié)議轉(zhuǎn)化為另外一種標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議的轉(zhuǎn)換工具。協(xié)議網(wǎng)關(guān)在這個(gè)過程中起到翻譯報(bào)文與轉(zhuǎn)化報(bào)文的功能。協(xié)議網(wǎng)關(guān)采用工業(yè)BOXPC(—體機(jī)電腦)作為協(xié)議轉(zhuǎn)換的CPU進(jìn)行運(yùn)算與處理器，在BOXPC上安裝有LABVIEW(虛擬儀器)相關(guān)軟件作為協(xié)議轉(zhuǎn)換的軟件系統(tǒng)，在船舶智能設(shè)備中有一種設(shè)備是標(biāo)準(zhǔn)通信設(shè)備，通訊協(xié)議結(jié)構(gòu)公開，如MODBUS，CAN, CAN0PEN等協(xié)議，還有一些是非公開的如PROFIBUS，L0NW0RK等，對(duì)于開放的協(xié)議不需要使用協(xié)議網(wǎng)關(guān)直接接入船舶智能化信息監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)，對(duì)于是非標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議以及非公開協(xié)議的智能通訊設(shè)備采用協(xié)議網(wǎng)關(guān)，經(jīng)過協(xié)議網(wǎng)關(guān)翻譯后，再接入到船舶智能化信息監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)。BOXPC(電腦一體機(jī))上安裝有智能通訊設(shè)廠家提供的通訊軟件。BOXPC通過串口或者是網(wǎng)口與智能通訊設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。在BOXPC通過LABVIEW軟件進(jìn)行編程獲取到，智能通訊設(shè)備與該設(shè)備廠家軟件進(jìn)行通訊，獲取到相應(yīng)的數(shù)據(jù)，在LABVIEW下面存儲(chǔ)成標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議格式。將經(jīng)過處理的數(shù)據(jù)以標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的格式發(fā)送到對(duì)應(yīng)的光電轉(zhuǎn)換口，使得非標(biāo)準(zhǔn)和非公開的協(xié)議變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)的通用協(xié)議。實(shí)現(xiàn)各種智能設(shè)備能在同一個(gè)智能總線構(gòu)造下的智能化監(jiān)控平臺(tái)下使用，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代船舶的信息化和智能化。 以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)，本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求
1.一種船舶用光纖傳輸現(xiàn)場總線系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)包括將一種通訊協(xié)議轉(zhuǎn)化為另外一種標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議的協(xié)議網(wǎng)關(guān)、船舶智能化信息控制平臺(tái)和若干組智能通訊設(shè)備，所述若干組智能通訊設(shè)備包括采用標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的智能通訊設(shè)備和非標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的智能通訊設(shè)備，所述采用標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的智能通訊設(shè)備連接在船舶智能化信息控制平臺(tái)上，采用非標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的智能通訊設(shè)備通過所述協(xié)議網(wǎng)關(guān)連接在船舶智能化信息控制平臺(tái)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船舶用光纖傳輸現(xiàn)場總線系統(tǒng)，其特征在于所述協(xié)議網(wǎng)關(guān)采用工業(yè)BOXPC作為協(xié)議轉(zhuǎn)換的CPU進(jìn)行運(yùn)算與處理器，在BOXPC上安裝有LABVIEW作為協(xié)議轉(zhuǎn)換的軟件系統(tǒng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的船舶用光纖傳輸現(xiàn)場總線系統(tǒng)，其特征在于所述BOXPC通過串口或者是網(wǎng)口與智能通訊設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的船舶用光纖傳輸現(xiàn)場總線系統(tǒng)，其特征在于在BOXPC通過LABVIEW軟件進(jìn)行編程獲取到，智能通訊設(shè)備與該設(shè)備廠家軟件進(jìn)行通訊，獲取到相應(yīng)的數(shù)據(jù)，在LABVIEW下面存儲(chǔ)成標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議格式，將經(jīng)過處理的數(shù)據(jù)以標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的格式發(fā)送到對(duì)應(yīng)的光電轉(zhuǎn)換口，使得非標(biāo)準(zhǔn)和非公開的協(xié)議變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)的通用協(xié)議。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船舶用光纖傳輸現(xiàn)場總線系統(tǒng)，其特征在于所述采用標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的智能通訊設(shè)備上連接有光電轉(zhuǎn)換設(shè)備，所述光電轉(zhuǎn)化設(shè)備上設(shè)置有包括多模接口、 單模接口以及通訊接口端子。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船舶用光纖傳輸現(xiàn)場總線系統(tǒng)，其特征在于所述協(xié)議網(wǎng)關(guān)的接口包括智能通訊設(shè)備接口和轉(zhuǎn)化標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議接口。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船舶用光纖傳輸現(xiàn)場總線系統(tǒng)，其特征在于協(xié)議采集轉(zhuǎn)發(fā)流程包括如下步驟(1)、將智能設(shè)備廠家軟件安裝在BOXPC中；(2)、將智能設(shè)備連接到BOXPC的串口或者網(wǎng)口；(3)、啟動(dòng)智能設(shè)備通訊軟件；、用LABVIEW鏡像串口或者網(wǎng)口端的數(shù)據(jù)；(5)、將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在LABVIEW編程后按照通用協(xié)議格式發(fā)送到指定串口或者網(wǎng)口；(6)、監(jiān)控電腦在船舶智能化信息監(jiān)控平臺(tái)上獲取到通用協(xié)議轉(zhuǎn)發(fā)回來的智能設(shè)備的 fn息ο
全文摘要
本發(fā)明涉及船舶用光纖傳輸現(xiàn)場總線系統(tǒng)，包括協(xié)議網(wǎng)關(guān)、船舶智能化信息控制平臺(tái)和若干組智能通訊設(shè)備，包括采用標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的智能通訊設(shè)備和非標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的智能通訊設(shè)備，采用標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的智能通訊設(shè)備連接在船舶智能化信息控制平臺(tái)上，采用非標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的智能通訊設(shè)備通過協(xié)議網(wǎng)關(guān)連接在船舶智能化信息控制平臺(tái)上。本發(fā)明在BOXPC通過LABVIEW軟件進(jìn)行編程獲取到，智能通訊設(shè)備與該設(shè)備廠家軟件進(jìn)行通訊，在LABVIEW下面存儲(chǔ)成標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議格式。將經(jīng)過處理的數(shù)據(jù)以標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的格式發(fā)送到對(duì)應(yīng)的光電轉(zhuǎn)換口，使得非標(biāo)準(zhǔn)和非公開的協(xié)議變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)的通用協(xié)議。實(shí)現(xiàn)各種智能設(shè)備能在同一個(gè)智能總線構(gòu)造下的智能化監(jiān)控平臺(tái)下使用，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代船舶的信息化和智能化。
文檔編號(hào)H04B10/12GK102307130SQ20111018455
公開日2012年1月4日 申請日期2011年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月1日
發(fā)明者張超, 沈劍鳴, 鐘震德 申請人:上海納杰電氣成套有限公司