CN104635681A - 燃油监控系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种燃油监控系统及方法，所述系统包括：控制器、通过总线与控制器进行数据交互的总线控制盒、以及与总线控制盒进行数据交互的传感器，总线控制盒包括：中央控制单元、通讯单元、存储单元以及采集单元，中央控制单元根据预设时间间隔对传感器的感测值进行数据轮询；中央控制单元通过通讯单元获取控制器发出的实时查询指令，并根据实时查询指令通过采集单元获取相应传感器的实时数据；存储单元对轮询数据和实时数据进行结构化存储。本发明通过控制器及总线控制盒对数据进行采集、存储，可查看燃油实时相关数据以及历史数据，从而克服现有技术非智能化、数据不精确、易篡改、系统功能简单等缺点。

Description

燃油监控系统及方法
技术领域
本发明涉及燃油管理技术，尤其涉及一种燃油监控系统及方法。
背景技术
随着石油资源的日益减少，燃油单价也在日益攀升，而远距离船舶、航空器用油量巨大，同时每航次时间长，掌握船舶燃油的使用情况的需求日益迫切。目前燃油管理技术主要有以下几种：（1）通过人工方式对燃油舱的液位进行登记入册，需要数据时进行翻查。这种方式存在着工作环境恶劣、数据不齐全等缺点；（2）通过传感器对用油进行监控，传统的体积流量计存在流量不准等缺点，且其软件功能简单，缺乏数据库管理。
发明内容
本发明旨在解决上述现有技术中存在的问题，提出一种燃油监控系统及方法。
本发明提出的燃油监控系统包括：控制器、通过总线与所述控制器进行数据交互的总线控制盒、以及与所述总线控制盒进行数据交互的传感器，所述的总线控制盒包括：中央控制单元、通讯单元、存储单元以及采集单元，其中：所述中央控制单元根据预设时间间隔对所述传感器的感测值进行数据轮询；在数据轮询时刻之余，所述中央控制单元通过所述通讯单元获取控制器发出的实时查询指令，并根据所述实时查询指令通过采集单元获取相应传感器的实时数据；所述存储单元对所述轮询数据和实时数据进行结构化存储；所述控制器根据所述轮询数据统计历史时间段内的油耗数据或库存油量数据，并根据所述实时数据获取当前实时油耗数据或实时库存油量数据。
本发明提出的燃油监控管理方法包括以下过程及步骤：（1）数据轮询过程：步骤11、根据预设时间间隔对传感器的感测值进行数据轮询；步骤12、对所述轮询数据进行存储；步骤13、判断是否达到预设时间间隔，是则跳转至步骤11，否则执行步骤21；（2）实时数据采集过程：步骤21、判断是否接收到实时查询指令，是则执行步骤22，否则跳转至步骤13；步骤22、采集相应传感器的实时数据；步骤23、对所述实时数据进行存储并跳转至步骤13。
本发明通过控制器及总线控制盒对数据进行采集、结构化存储，可查看燃油实时相关数据以及历史数据，从而完美克服现有技术非智能化，数据不精确、易篡改，系统功能简单等缺点，同时通过高精度、高可靠性的流量计、液位计等传感器对船舱燃油系统的进油、输油、用油环节进行油量监控，使船舶管理者能更全面、及时的了解船舶燃油的油量情况，可有效防止偷油、少加油等现象的发生。
附图说明
图1为本发明一实施例的燃油监控系统结构示意图；
图2为本发明一实施例的燃油监控系统各组件内部结构示意图；
图3为本发明一实施例的总线控制盒电路系统框图；
图4为本发明一实施例的燃油监控系统各模块组件关系图；
图5为本发明一实施例的燃油监控管理方法流程图；
图6为本发明一优选实施例的燃油监控管理方法流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例及附图对本发明作进一步详细说明。下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明的技术方案，而不应当理解为对本发明的限制。
本发明一方面提供一种燃油监控系统，如图1、图2所示，本发明提出的燃油监控系统包括：控制器100、通过总线与控制器100进行数据交互的总线控制盒200、以及与总线控制盒200进行数据交互的传感器300。总线控制盒200进一步包括：中央控制单元210、通讯单元220、存储单元230以及采集单元240。
本发明提出的燃油监控系统的工作原理为：中央控制单元210根据某一预设时间间隔设置定时器，以便用于对各个传感器的感测值进行数据轮询。所述预设时间间隔可通过控制器100进行输入设置，也可以直接通过总线控制盒200本身的人机交互模块进行输入设置。
在上述数据轮询时刻之余，中央控制单元210根据控制器100发出的实时查询指令获取相应传感器的实时传感数据。
获取所述轮询数据之后，存储单元230用于对所述轮询数据和实时数据进行结构化存储，以备后续工作人原调取、查询。在轮询访问传感器300的传感数据一段时间T后，存储单元230中应当存储有该段时间T内的所有轮询数据和实时数据。
控制器100根据所述轮询数据统计历史时间段内的油耗数据或库存油量数据并向管理人员进行展示；控制器100还可根据所述实时传感数据获取当前实时油耗数据或实时库存油量数据并向管理人员进行展示。优选地，控制器100还包括用于存储所述历史时间段内的油耗数据或库存油量数据、以及当前实时油耗数据或实时库存油量数据的数据库110。
如图3所示，总线控制盒200的电路系统主芯片可优选采用Contex-M3的STM32型号CPU芯片（对应于中央控制单元210），其主频高达8MHz，存储设备采用32M容量大小的FLASH存储芯片，32M容量大小足可以用于储存长达一年的燃油系统传感器数据。
进一步优选地，传感器300可采用数字传感器或模拟传感器。所述数字传感器可优选选用流量计或液位计，流量计是一种指示被测流量和（或）在选定的时间间隔内流体总量的仪表；而液位计则是一种测量容器中液体介质液位高低的仪器。所述模拟传感器可优选采用体积流量计，体积流量计的工作原理为：流量计利用机械测量元件把流体连续不断地分割成单个已知的体积部分，然后根据测量室逐次重复地充满和排放该体积部分流体的次数来测量流体的体积总量。
总线控制盒200优选基于RS232总线标准的收发器与控制器100进行数据交互，RS232总线标准采用3线点对点全双工传输。
采集单元240优选包括基于RS485总线标准的收发器，数字传感器通过基于RS485总线标准的收发器与总线控制盒200进行数据交互，RS485总线标准具有传输距离长的优点、可挂载收发器数量可观等优点。采集单元240还优选包括用于与模拟传感器进行数据交互的采集组件，所述采集组件包括采样电路、放大电路以及滤波器，所述模拟传感器依次通过采样电路、放大电路以及滤波器与所述中央控制单元210进行数据交互。
STM32型号CPU芯片最多可外挂32个RS485流量计/液位计，且最多可外挂8个模拟量输入体积流量计，以适应大型船舶或航空器配备多个燃油油箱的情形。
优选地，控制器100还包括用于管理登录人员身份和权限的户管理单元，所述用户管理单元根据登录人员身份为其提供预设权限的数据查询功能。拥有较高权限的管理人员可以通过登录燃油监控系统查询较为全面的燃油相关数据，而权限较低的管理人员则仅仅能通过登录燃油监控系统查询部分燃油相关数据，管理人员的权限大小以及查询范围与事先授权的预设规则有关。
控制器100还优选用于根据所述历史时间段内的油耗数据或库存油量数据、当前实时油耗数据或实时库存油量数据绘制成曲线或图表，然后通过控制器100的人机交互装置向管理人员展示。其中，控制器100可以是计算机、服务器、平板电脑中的一种或多种，交互装置则可以是显示屏、扬声器等装置中的一种或多种。
总线控制盒200还优选包括数据校验单元以及数据解码单元，所述数据校验单元对控制器100发出指令事先进行校验，所述数据解码单元对校验后数据进行解码。总线控制盒200根据解码后数据进行功能选择，以查询特定传感器数据并传送至控制器100。
控制器100还进一步优选包括用于打印所述曲线或图表的打印单元，用于向管理人员输出纸质打印文件。
包含上述优选实施例的燃油监控系统各模块组件关系图如图4所示。
本发明另一方面提供一种燃油监控管理方法。如图5所示，本发明提出的燃油监控管理方法流程如下，包括可相互切换的数据轮询过程以及实时数据采集过程，其中，（1）数据轮询过程包括如下步骤：步骤11、根据预设时间间隔对传感器的感测值进行数据轮询；步骤12、对所述轮询数据进行存储；步骤13、判断是否达到预设时间间隔，是则跳转至步骤11，否则执行步骤21；（2）实时数据采集过程包括如下步骤：步骤21、判断是否接收到实时查询指令，是则执行步骤22，否则跳转至步骤13；步骤22、采集相应传感器的实时数据；步骤23、对所述实时数据进行存储并跳转至步骤13。
优选地，可进一步根据所述轮询数据统计历史时间段内的油耗数据或库存油量数据，还可根据所述实时数据获取当前实时油耗数据或实时库存油量数据。此外，还可以优选根据所述历史时间段内的油耗数据或库存油量数据、以及当前实时油耗数据或实时库存油量数据绘制相应的图表或曲线。
其中，在上述方法中，可采用如上文一种燃油监控系统中的装置排布方式执行该燃油监控管理方法，其具体方法同上文燃油监控系统工作原理所述，此处不再赘述。图6为本发明所示、包含上文所述多个优选实施例的燃油监控管理方法流程图。
本发明提出燃油监控系统及方法的目的是建立一种基于质量流量计、液位计的燃油监控系统，用于燃油管理与监控，通过高精度高可靠性的质量流量计、液位计等，对船舱燃油系统的进油、输油、用油环节进行油量监控，采集分布于燃油系统各部位的传感器数据，监控燃油系统的用油情况，实现燃油油耗查询、燃油库存查询、流量计，液位计情况实时查询、流量计，液位计历史情况查询等功能。
本发明提出的燃油监控系统及方法通过控制器及总线控制盒对数据进行采集、结构化存储，可查看燃油实时相关数据以及历史数据，从而完美克服现有技术非智能化，数据不精确、易篡改，系统功能简单等缺点，同时通过高精度、高可靠性的流量计、液位计等传感器对船舱燃油系统的进油、输油、用油环节进行油量监控，使船舶管理者能更全面、及时的了解船舶燃油的油量情况，可有效防止偷油、少加油等现象的发生。本发明提出的燃油监控系统及方法适用于远距离、长时间航行的船舶、航空运输中燃油监控及管理。
虽然本发明参照当前的较佳实施方式进行了描述，但本领域的技术人员应能理解，上述较佳实施方式仅用来解释和说明本发明的技术方案，而并非用来限定本发明的保护范围，任何在本发明的精神和原则范围之内，所做的任何修饰、等效替换、变形、改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种燃油监控系统，包括：控制器、通过总线与所述控制器进行数据交互的总线控制盒、以及与所述总线控制盒进行数据交互的传感器，其特征在于，所述总线控制盒包括：中央控制单元、通讯单元、存储单元以及采集单元，其中：
所述中央控制单元根据预设时间间隔对所述传感器的感测值进行数据轮询；
在数据轮询时刻之余，所述中央控制单元通过所述通讯单元获取控制器发出的实时查询指令，并根据所述实时查询指令通过采集单元获取相应传感器的实时数据；
所述存储单元对所述轮询数据和实时数据进行结构化存储；
所述控制器根据所述轮询数据统计历史时间段内的油耗数据或库存油量数据，并根据所述实时数据获取当前实时油耗数据或实时库存油量数据。
2.根据权利要求1所述的燃油监控系统，其特征在于，所述传感器包括数字传感器或模拟传感器，所述数字传感器包括流量计或液位计，所述模拟传感器为体积流量计。
3.根据权利要求1所述的燃油监控系统，其特征在于，所述控制器还包括用于存储所述历史时间段内的油耗数据或库存油量数据、以及当前实时油耗数据或实时库存油量数据的数据库。
4.根据权利要求1所述的燃油监控系统，其特征在于，所述控制器还用于根据所述历史时间段内的油耗数据或库存油量数据、以及当前实时油耗数据或实时库存油量数据绘制成图表或曲线。
5.根据权利要求1所述的燃油监控系统，其特征在于，所述通讯单元为基于RS232总线标准的收发器。
6.根据权利要求2所述的燃油监控系统，其特征在于，所述数字传感器基于RS485总线标准与所述总线控制盒进行数据交互，所述模拟传感器依次通过采样电路、放大电路以及滤波器与所述中央控制单元进行数据交互。
7.根据权利要求1所述的燃油监控系统，其特征在于，所述控制器还包括用于管理登录人员身份和权限的用户管理单元。
8.一种燃油监控管理方法，其特征在于，包括可相互切换的数据轮询过程以及实时数据采集过程，其中，
数据轮询过程包括以下步骤：
步骤11、根据预设时间间隔对传感器的感测值进行数据轮询；
步骤12、对所述轮询数据进行存储；
步骤13、判断是否达到预设时间间隔，是则跳转至步骤11，否则执行步骤21；
实时数据采集过程包括以下步骤：
步骤21、判断是否接收到实时查询指令，是则执行步骤22，否则跳转至步骤13；
步骤22、采集相应传感器的实时数据；
步骤23、对所述实时数据进行存储并跳转至步骤13。
9.根据权利要求8所述的燃油监控管理方法，其特征在于，还包括如下步骤：根据所述轮询数据统计历史时间段内的油耗数据或库存油量数据，并根据所述实时数据获取当前实时油耗数据或实时库存油量数据。
10.根据权利要求9所述的燃油监控管理方法，其特征在于，还包括如下步骤：根据所述历史时间段内的油耗数据或库存油量数据、以及当前实时油耗数据或实时库存油量数据绘制图表或曲线。
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