CN110275465A - 一种船载数据采集仪及其数据采集方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种船载数据采集仪，包含：数据采集模块，固定设置在船运设备及船舶上，采集船运设备和船舶的状态信号、环境信号；调整转换模块，转换状态信号、环境信号中的模拟量信号为对应的数字量信号；控制模块，连接调整转换模块与数据采集模块，为数字量状态信号、环境信号提取对应的特征值，并筛选出超过预设阈值的特征值；报警模块，连接控制模块，为筛选出的特征值生成对应的报警信号；通讯模块，发送所述报警信号、状态信号、环境信号至远程控制中心、云服务器和船舶控制室。本发明还包含一种船运设备的数据采集方法。本发明可实时监控海运中的装备信息预防事故发生。

Description

一种船载数据采集仪及其数据采集方法

技术领域

本发明涉及数据采集设备，特别涉及一种船载数据采集仪。

背景技术

一些重大装备，如大型港机装备等，结构复杂，体积较大。采用传统的散件运输方式，费时费力、效率低下、运输成本高。为了有效降低海运成本、更加高效、安全地将重大设备运抵用户码头，通常采取整机运输的方式。整机运输的优点是：(1)大型港机装备整机运输至用户码头，卸船后仅需进行少量调试工作即可交付使用，可大幅减少现场各项费用支出，同时也使现场总装调试工期有效缩短。(2)提高设备发运的完整性。整机运输使大型港机装备的设备完整性得到保障，减少了因散件发运而造成的诸如：发运零部件遗失、发运顺序混乱、现场清点工作等诸多麻烦。使设备到岸后的调试交机更加便利。(3)降低运输成本。整机运输为三维运输，高度空间利用率高，可大大节约运输成本，提高了运输效能；若散件运输，原本使用整机运输一航次即可完成的工作，则至少需要多航次才可以完成。(4)减少对外设备的依赖性。如果重大设备的散件发运至现场组装，则需要众多大型的吊装设备辅助，往往费用高昂，效率低下。整机运输则可一劳永逸避免对外设备的过渡依赖这一问题。

然而由于海运时间长，运输过程海况复杂。在恶劣气象条件下，如海风、海浪较大的时候，船体颠簸非常厉害，导致重大装备随船体产生晃动或振动。目前，还没有很好的办法能够预测或评估装备在运输过程中可能遭受的损伤，从而影响装备全生命周期的运行能力及运行寿命的估算。

基于此，需要对重大装备在远洋运输过程进行全程监控，以便收集运载过程中的装备状态信号，根据所采集的设备状态信号，进行设备的状态评估及损伤、寿命预测。但目前已有的数据采集仪对于大型装备的远洋船运监测存在很大问题，主要表现在：1、很难满足大型装备多传感、长时间的数据采集与存储；2、无法做到船运过程中状态数据的实时远程传输与监控；3、无法将监测全样本数据云端备份。

发明内容

本发明的目的是提供一种数据采集仪器，能够有效避免传统数据采集仪的弊端，使重大装备远洋运输的实时状态监测成为可能。

为了达到上述目的，本发明提供一种船载数据采集仪包含：

数据采集模块，固定设置在船运设备上，采集所述船运设备的状态信号、环境信号；

调整转换模块，连接所数据采集模块，接收并转换所述状态信号、环境信号中的模拟量信号为对应的数字量信号；

控制模块，连接调整转换模块、数据采集模块；接收数字量状态信号、数字量环境信号，为数字量状态信号、数字量环境信号提取对应的特征值，并筛选出超过预设阈值的特征值；

报警模块，连接控制模块，接收所述超过预设阈值的特征值，对超过预设阈值的特征值进行编码生成对应的报警信号，将所述报警信号发送给控制模块；

通讯模块，通信连接控制模块、远程控制中心、云服务器、船舶控制中心；控制模块通过通讯模块发送数字量状态信号、数字量环境信号、所有提取的特征值、所述报警信号至云服务器；控制模块还通过通讯模块发送所述报警信号至远程控制中心和船舶控制室。

所述船载数据采集仪，还包含数据存储模块；所述数据存储模块包含智能存储单元和数据缓存单元；所述智能存储单元连接控制模块，控制模块将提取的特征值、报警信号、数字量状态信号、数字量环境信号写入到智能存储单元；所述数据缓存单元采用循环写入方式，当数据缓存单元的空间被写满时自动覆盖前期数据；所述数据缓存单元连接控制模块，控制模块将筛选出的特征值、报警信号写入到数据缓存单元。

所述通讯模块包含：卫星通讯单元、物联网通讯单元、以太网通讯单元；所述卫星通讯单元通信连接控制模块和远程控制中心，通过海事卫星通道实时传送报警信号至远程控制中心；所述物联网通讯单元通信连接控制模块和云服务器；物联网通讯单元通过其内置的物联网卡，在有互联网信号覆盖处，发送智能存储单元中存储的报警信号、提取的特征值、数字量状态信号、数字量环境信号至云服务器；所述以太网通讯单元通信连接报警模块和船舶控制室，通过船载局域网实时发送所述报警信号至船舶控制室。

所述船载数据采集仪还包含供电模块；所述供电模块包含第一供电单元和第二供电单元；所述第一供电单元分别连接外部电源、控制模块、报警模块，转换外部电能为控制模块、报警模块的工作电能；所述第二供电单元，分别连接第一供电单元、控制模块、报警模块；外部电源正常工作且第二供电单元的电量小于设定的阈值时，第一供电单元自动向第二供电单元充电，直至第二供电单元满电；外部电源掉电或故障时，第二供电单元向控制模块、报警模块提供工作电能。

外部电源掉电或故障时，控制模块生成数字量的供电故障信号并发送给报警模块；报警模块编码生成与所述供电故障信号对应的供电报警信号，并发送给控制模块；控制模块通过通讯模块发送所述供电报警信号给远程控制中心、云服务器、船舶控制室。

所述状态信号具体是指：船运设备的应变信号、拉力信号、振动信号、噪声信号，船舶航行的角位移信号、角速度信号、线加速度信号；所述环境信号具体是指：船舶航行的温度信号、湿度信号、风速信号、GPS信号。

所述数据采集模块包含：

应变传感器，采集船运设备的模拟量应变信号；

拉力传感器，采集船运设备绑扎绳索的模拟量拉力信号；

加速度传感器，采集船运设备的模拟量振动信号；

噪声传感器，采集船运设备的模拟量噪声信号；

风速传感器，采集船舶航行时的模拟量风速信号；

温度传感器，采集船舶航行时的数字量温度信号；

湿度传感器，采集船舶航行时的数字量湿度信号；

三轴陀螺仪，采集船舶航行的角位移、角速度和线加速度等数字量信号；

GPS模块，采集船舶航行的经纬度信息，获取时间戳；

应变传感器、加速度传感器、噪声传感器、温度传感器、湿度传感器、风速传感器均固定设置在船运设备上；拉力传感器设置在绑扎船运设备的绳索上；三轴陀螺仪、GPS模块设置在船舶上。

一种船运设备的数据采集方法，采用本发明所述的船载数据采集仪实现的，包含步骤：

S1、供电模块对控制模块供电；数据采集模块获取船运设备的状态信号、环境信号；

S2、调整转换模块转换数据采集模块获取的状态信号、环境信号中的模拟量信号为对应的数字量信号；

S3、控制模块接收数字量状态信号、数字量环境信号，分别提取数字量状态信号、数字量环境信号对应的特征值，并筛选出超过设定阈值的特征值发送给报警模块；控制模块存储筛选出的特征值至数据缓存单元；控制模块还存储数字量状态信号、数字量环境信号、所有提取的特征值至智能数据存储单元；

S4、报警模块为筛选出的特征值编码生成对应的报警信号，并发送给控制模块；控制模块存储所述报警信号至智能数据存储单元和数据缓存单元；

S5、控制模块通过卫星通讯单元实时传送报警信号至远程控制中心；控制模块通过物联网通讯单元在有互联网信号覆盖处，发送智能数据存储单元中的报警信号、所有提取的特征值、数字量状态信号、数字量环境信号至云服务器；控制模块通过以太网通讯单元发送所述报警信号至船舶控制室。

步骤S1所述的供电模块对控制模块供电，具体包含步骤：

H1、外部电源正常时，第一供电单元转换外部电源的电能为控制模块、报警模块的工作电能，同时第一供电模块向第二供电单元充电直至第二供电单元满电；外部电源故障时，进入H2；

H2、第二供电单元向控制模块、报警模块提供工作电能，同时控制模块生成数字量的供电故障信号并发送给报警模块；

H3、报警模块编码生成与所述供电故障信号对应的供电报警信号，并发送给控制模块；

H4、控制模块分别通过卫星通讯单元、物联网通讯单元、以太网通讯单元对应的发送供电报警信号给远程控制中心、云服务器、船舶控制室。与现有技术相比，本发明的船载在线数据采集仪优点在于：

1、能够长时间采集并存储船运设备的状态信号以及船舶航行的环境信号；

2、通过数据采集仪的控制模块，可实现采集数据的预处理、及数据筛选；

3、能够为采集的信号生成对应的报警信息，并分别经以太网、卫星通讯单元实时传输报警信息至船舶控制室、远程控制中心，实现了实时监控船运设备的状态；

4、在有互联网信号覆盖处，还能通过物联网将所有存储的采集信号、报警信号上传至云服务器备份，工作人员可以根据存储的数据有效评估装备在运输过程中可能遭受的损伤，从而精确估算船运设备实际的全生命周期和运行能力；

5、本发明还设有双冗余的供电模式，进一步保证了采集信号的完整性，确保实时监控船运设备。

附图说明

为了更清楚地说明本发明技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图：

图1为本发明的数据采集仪结构示意图；

图中：1、数据采集模块；11、应变传感器；12、拉力传感器；13、噪声传感器；14、温度传感器；15、湿度传感器；16、风速传感器；17、加速度传感器；18、三轴陀螺仪；19、GPS模块；2、调整转换模块；3、控制模块；4、数据存储模块；41、智能存储单元；42、数据缓存单元；5、报警模块；6、供电模块；61、第一供电单元；62、第二供电单元；7、通讯模块；71、卫星通讯单元；72、物联网通讯单元；73、以太网通讯单元。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明提供一种船载数据采集仪，包含：数据采集模块1、调整转换模块2、控制模块3、报警模块5、数据存储模块4、通讯模块7、供电模块6。

所述数据采集模块1，固定设置在船运设备和船舶上，采集所述船运设备的状态信号、环境信号；所述状态信号具体是指：船运设备的受力信号、拉力信号、振动信号、噪声信号，船舶航行的角位移信号、角速度信号、线加速度信号；所述环境信号具体是指：船舶航行的温度信号、湿度信号、风速信号、GPS信号。

所述数据采集模块1包含：

应变传感器11，采集船运设备的模拟量应变信号；

拉力传感器12，采集船运设备绑扎绳索的模拟量拉力信号；

加速度传感器17，采集船运设备的模拟量振动信号；

噪声传感器13，采集船运设备的模拟量噪声信号；在本发明的应用实施例中，采用TZ-2KA型噪声传感器；其具有体积小，重量轻，声频测量覆盖范围广(20～20KHz)的优点；

温度传感器14，采集船运设备的数字量温度信号；在本发明的应用实施例中，采用DWS-T5W1-E-S1A型温度传感器，其可在-20℃～60℃的范围内正常工作，并兼有湿度信息采集的功能；

湿度传感器15，采集船运设备的数字量温度信号；在本发明的应用实施例中，采用HIH3605型产品；

风速传感器16，采集船舶航行时的模拟量风速信号；在本发明的应用实施例中采用YF6-4型风速传感器，其测量范围在0m/s～60m/s；

三轴陀螺仪18，采集船舶航行的数字量角速度信号、角位移信号、线加速度信号；

GPS模块19，采集船舶航行的经纬度信息，获取时间戳。

所述调整转换模块2，连接应变传感器11、拉力传感器12、风速传感器16、加速度传感器17、噪声传感器13，接收并转换所述模拟量受力信号、拉力信号、风速信号、振动信号、噪声信号为对应的数字量信号。在本发明的应用实施例中，所述调整转换模块2为模拟采集卡，输入端为传感器模拟信号，输出端为调制后的数字信号，输出端接口为USB接口。

所述控制模块3，连接所述调整转换模块2和数据采集模块1中的温度传感器14、湿度传感器15、三轴陀螺仪18、GPS模块19。控制模块3为接收的数字量应变信号、拉力信号、振动信号、温度信号、噪声信号、湿度信号、风速信号、角速度信号、角位移信号、线加速度信号提取对应的特征值，并筛选出超出预设阈值的特征值；

所述报警模块5，连接控制模块3，接收所述超出预设阈值的特征值，对其进行编码生成对应的报警信号发送给控制模块3。

所述通讯模块7包含：卫星通讯单元71、物联网通讯单元72、以太网通讯单元73；所述卫星通讯单元71通信连接控制模块3和远程控制中心，通过海事卫星通道实时传送报警信号至远程控制中心；所述物联网通讯单元72通信连接控制模块3和云服务器；物联网通讯单元72通过其内置的物联网卡，在有互联网信号覆盖处，发送智能存储单元41中存储的特征值、报警信号、数字量状态信号、数字量环境信号至云服务器；所述以太网通讯单元73通信连接报警模块5和船舶控制室，通过船载局域网实时发送所述报警信号至船舶控制室。本应用实施例中，船载局域网采用ZigBee(紫蜂)无线网络技术实现控制模块3通信连接船舶控制室。

所述数据存储模块4包含智能存储单元41和数据缓存单元42；所述智能存储单元41连接控制模块3，控制模块3将所有提取的特征值、报警信号、数字量状态信号、数字量环境信号写入到智能存储单元41；所述数据缓存单元41采用循环写入方式，当数据缓存单元41的空间被写满时自动覆盖前期存储的数据；所述数据缓存单元42连接控制模块3，控制模块3将筛选出的特征值、报警信号写入到数据缓存单元42。本应用实施中采用SRAM(StaticRandom-Access Memory静态随机存储器)作为数据缓存单元42，其具有断电后存储数据不会丢失、存储速度快的特点。智能存储单元41配备40TB存储空间，满足航程为90天的航次数据存储要求。

本发明的应用实施中，应变信号采用8通道(当船载设备为岸边集装箱起重机时，优选的，岸边集装箱起重机的下横梁与立柱连接处设置4个应变传感器，岸边集装箱起重机前拉杆及中拉杆各2个应变传感器)，采样频率20Hz，航程按90天计算，应变信号总数据量为39813120000 B(按浮点型计算)。拉力信号为10通道，采样频率10Hz，航程按3个月90天计算，拉力信号总数据量为24883200000 B(按浮点型计算)。噪声信号，4通道，采样频率5kHz。噪声信号先缓存至内存，缓存时间长度为3分钟后，新数据循环擦除旧数据；当噪声信号幅值大于等于100dB时，触发噪声信号报警及噪声数据硬盘备份功能，备份数据长度为报警信号触发前2分钟至报警信号结束后2分钟。噪声信号超阀值记录时间以24小时计，噪声数据总量为55296000000 B(按浮点型计算)。振动加速度信号为6个，采样频率50Hz，航程按3个月90天计算，应变信号总数据量为74649600000 B(按浮点型计算)。风速信号为1个，采样频率10Hz，风速信号总数据量为2488320000 B(按浮点型计算)。船舶倾角信号为3个(1个陀螺仪包含3个方向倾角。陀螺仪布置在船舶纵向中线某位置)，采样频率20Hz，航程按3个月90天计算，倾角信号总数据量为14929920000 B(按浮点型计算)。船舶线加速度信号为3个(1个陀螺仪采集3个方向加速度)，采样频率20Hz，航程按3个月90天计算，船舶加速度信号总数据量为14929920000 B(按浮点型计算)。共计存储量约为19TB，智能存储系统配备40TB存储空间，预留足够余量。

所述船载数据采集仪，还包含供电模块6；所述供电模块6包含第一供电单元61和第二供电单元62；所述第一供电单元61分别连接外部电源、控制模块3、报警模块5，转换外部电能为控制模块3、报警模块5的工作电能；所述第二供电单元62，分别连接第一供电单元61、控制模块3和报警模块5；外部电源正常工作时，当第二供电单元62的电量小于设定的阈值时，第一供电单元61自动向第二供电单元62充电，直至第二供电单元62满电；外部电源故障时，第二供电单元62向控制模块3、报警模块5提供工作电能。在本应用实施中，当第二供电单元62的电量小于90％时，第一供电单元61自动向第二供电单元62充电。

外部电源掉电或故障时，控制模块3生成数字量的供电故障信号并发送给报警模块5；报警模块5编码生成与所述供电故障信号对应的供电报警信号，并发送给控制模块3；控制模块3通过通讯模块7发送所述供电报警信号给远程控制中心、云服务器、船舶控制室。

一种船运设备的数据采集方法，采用本发明的船载数据采集仪实现的，包含步骤：

S1、供电模块6对控制模块供电；应变传感器11，采集船运设备的受力信号；加速度传感器17，采集船运设备的振动信号；温度传感器14，采集船运设备温度信号；噪声传感器13，采集船运设备噪声信号；风速传感器16，采集船舶航行时的风速信号；加速度传感器17，采集船舶航行的加速度信号；三轴陀螺仪18，角速度信号、角位移信号、线加速度信号；GPS模块19，获取船舶航行的位置信息；

S2、调整转换模块2接收并转换模拟量应变信号、振动信号、拉力信号、风速信号、噪声信号为对应的数字量信号；

S3、控制模块3为数字量应变信号、拉力信号、振动信号、噪声信号、温度信号、湿度信号、角速度信号、角位移信号、线加速度信号提取对应的特征值，筛选出超过预设阈值的特征值发送给报警模块5；控制模块3还存储筛选出的特征值至数据缓存单元42；控制模块3还存储所有提取的特征值、数字量应变信号、拉力信号、噪声信号、振动信号、温度信号、湿度信号、风速信号、角速度信号、角位移信号、线加速度信号、船舶位置信息至智能数据存储单元；

S4、报警模块5为筛选出的超过预设阈值的特征值编码生成对应的报警信号，并发送给控制模块3；

本应用实施例中，外部电源意外断电时报警；应变信号幅值过大或应变信号幅值波动过大时报警，如应变幅值ε<-300微应变、应变幅值ε>300微应变、应变信号在10秒内波动幅值|ε|≥300微应变；绑扎钢索拉力大于拉索许用拉力90％时报警；噪声信号幅值大于等于100dB时报警；瞬时风速大于25m/s时报警；船舶倾角大于10⁰时报警；控制模块3存储所有报警信号至智能数据存储单元和数据缓存单元42；

S5、控制模块3通过卫星通讯单元71实时传送报警信号至远程控制中心；在本发明的应用实施例中，所述卫星通讯单元71为海事卫星；控制模块3通过物联网通讯单元72在有互联网信号覆盖处，发送智能数据存储单元中的报警信号、特征值，以及数字量应变信号、拉力信号、噪声信号、振动信号、温度信号、湿度信号、风速信号、角速度信号、角位移信号、线加速度信号、船舶位置信息至云服务器；控制模块3通过以太网通讯单元73发送所述报警信号至船舶控制室，在本发明的应用实施例中，以太网通讯单元73为船舶局域网。

步骤S1所述的供电模块6对控制模块供电，具体包含步骤：

H1、外部电源正常时，第一供电单元61转换外部电源的电能为控制模块3、报警模块5的工作电能，同时第一供电单元61向第二供电单元62充电直至第二供电单元62满电；外部电源故障时，进入H2；

H2、第二供电单元62向控制模块3、报警模块5提供工作电能，同时控制模块3生成数字量的供电故障信号并发送给报警模块5；

H3、报警模块5编码生成与所述供电故障信号对应的供电报警信号，并发送给控制模块3；

H4、控制模块3分别通过卫星通讯单元71、物联网通讯单元72、以太网通讯单元73对应的发送供电报警信号给远程控制中心、云服务器、船舶控制室。

与现有技术相比，本发明的船载在线数据采集仪优点在于：

1、能够长时间采集并存储船运设备的状态信号以及船舶航行的环境信号；

2、通过数据采集仪的控制模块，可实现采集数据的预处理、及数据筛选；

3、能够为采集的信号生成对应的报警信息，并分别经以太网、卫星通讯单元实时传输报警信息至船舶控制室、远程控制中心，实现了实时监控船运设备的状态；

4、在有互联网信号覆盖处，还能通过物联网将所有存储的采集信号、报警信号上传至云服务器备份，工作人员可以根据存储的数据有效评估装备在运输过程中可能遭受的损伤，从而精确估算船运设备实际的全生命周期和运行能力；

5、本发明还设有双冗余的供电模式，进一步保证了采集信号的完整性，确保实时监控船运设备。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种船载数据采集仪，其特征在于，包含：

数据采集模块，固定设置在船运设备上，采集所述船运设备的状态信号、环境信号；

调整转换模块，连接数据采集模块，接收并转换状态信号、环境信号中的模拟量信号为对应的数字量信号；

控制模块，连接调整转换模块、数据采集模块；接收数字量状态信号、数字量环境信号，为数字量状态信号、数字量环境信号提取对应的特征值，并筛选出超过预设阈值的特征值；

报警模块，连接控制模块，接收所述超过预设阈值的特征值，对超过预设阈值的特征值进行编码生成对应的报警信号，将所述报警信号发送给控制模块；

通讯模块，通信连接控制模块、远程控制中心、云服务器、船舶控制中心；控制模块通过通讯模块发送数字量状态信号、数字量环境信号、所有提取的特征值、所述报警信号至云服务器；控制模块还通过通讯模块发送所述报警信号至远程控制中心和船舶控制室。

2.如权利要求1所述的船载数据采集仪，其特征在于，还包含数据存储模块；所述数据存储模块包含智能存储单元和数据缓存单元；所述智能存储单元连接控制模块，控制模块将提取的特征值、报警信号、数字量状态信号、数字量环境信号写入到智能存储单元；所述数据缓存单元采用循环写入方式，当数据缓存单元的空间被写满时自动覆盖前期数据；所述数据缓存单元连接控制模块，控制模块将筛选出的特征值、报警信号写入到数据缓存单元。

3.如权利要求2所述的船载数据采集仪，其特征在于，所述通讯模块包含：卫星通讯单元、物联网通讯单元、以太网通讯单元；所述卫星通讯单元通信连接控制模块和远程控制中心，通过海事卫星通道实时传送报警信号至远程控制中心；所述物联网通讯单元通信连接控制模块和云服务器；物联网通讯单元通过其内置的物联网卡，在有互联网信号覆盖处，发送智能存储单元中存储的报警信号、提取的特征值、数字量状态信号、数字量环境信号至云服务器；所述以太网通讯单元通信连接报警模块和船舶控制室，通过船载局域网实时发送所述报警信号至船舶控制室。

4.如权利要求1所述的船载数据采集仪，其特征在于，还包含供电模块；所述供电模块包含第一供电单元和第二供电单元；所述第一供电单元分别连接外部电源、控制模块、报警模块，转换外部电能为控制模块、报警模块的工作电能；所述第二供电单元，分别连接第一供电单元、控制模块、报警模块；外部电源正常工作且第二供电单元的电量小于设定的阈值时，第一供电单元自动向第二供电单元充电，直至第二供电单元满电；外部电源掉电或故障时，第二供电单元向控制模块、报警模块提供工作电能。

5.如权利要求4所述的船载数据采集仪，其特征在于，外部电源掉电或故障时，控制模块生成数字量的供电故障信号并发送给报警模块；报警模块编码生成与所述供电故障信号对应的供电报警信号，并发送给控制模块；控制模块通过通讯模块发送所述供电报警信号给远程控制中心、云服务器、船舶控制室。

6.如权利要求1所述的船载数据采集仪，其特征在于，所述状态信号具体是指：船运设备的应变信号、拉力信号、振动信号、噪声信号，船舶航行的角位移信号、角速度信号、线加速度信号；所述环境信号具体是指：船舶航行的温度信号、湿度信号、风速信号、GPS信号。

7.如权利要求6所述的船载数据采集仪，其特征在于，所述数据采集模块包含：

应变传感器，采集船运设备的模拟量受力信号；

拉力传感器，采集船运设备绑扎绳索的模拟量拉力信号；

加速度传感器，采集船运设备的模拟量振动信号；

噪声传感器，采集船运设备的模拟量噪声信号；

风速传感器，采集船舶航行时的模拟量风速信号；

温度传感器，采集船舶航行时的数字量温度信号；

湿度传感器，采集船舶航行时的数字量湿度信号；

三轴陀螺仪，采集船舶航行的角位移、角速度和线加速度等数字量信号；

GPS模块，采集船舶航行的经纬度信息，获取时间戳；

应变传感器、加速度传感器、噪声传感器、温度传感器、湿度传感器、风速传感器均固定设置在船运设备上；拉力传感器设置在绑扎船运设备的绳索上；三轴陀螺仪、GPS模块设置在船舶上。

8.一种船运设备的数据采集方法，采用如权利要求1～权利要求7任一所述的船载数据采集仪实现的，其特征在于，包含步骤：

S1、供电模块对控制模块供电；数据采集模块获取船运设备的状态信号、环境信号；

S2、调整转换模块转换数据采集模块获取的状态信号、环境信号中的模拟量信号为对应的数字量信号；

S3、控制模块接收数字量状态信号、数字量环境信号，分别提取数字量状态信号、数字量环境信号对应的特征值，并筛选出超过设定阈值的特征值发送给报警模块；控制模块存储筛选出的特征值至数据缓存单元；控制模块还存储数字量状态信号、数字量环境信号、所有提取的特征值至智能数据存储单元；

S4、报警模块为筛选出的特征值编码生成对应的报警信号，并发送给控制模块；控制模块存储所述报警信号至智能数据存储单元和数据缓存单元；

S5、控制模块通过卫星通讯单元实时传送报警信号至远程控制中心；控制模块通过物联网通讯单元在有互联网信号覆盖处，发送智能数据存储单元中的报警信号、所有提取的特征值、数字量状态信号、数字量环境信号至云服务器；控制模块通过以太网通讯单元发送所述报警信号至船舶控制室。

9.如权利要求8所述的船运设备的数据采集方法，其特征在于，步骤S1所述的供电模块对控制模块供电，具体包含步骤：

H1、外部电源正常时，第一供电单元转换外部电源的电能为控制模块、报警模块的工作电能，同时第一供电模块向第二供电单元充电直至第二供电单元满电；外部电源故障时，进入H2；

H2、第二供电单元向控制模块、报警模块提供工作电能，同时控制模块生成数字量的供电故障信号并发送给报警模块；

H3、报警模块编码生成与所述供电故障信号对应的供电报警信号，并发送给控制模块；

H4、控制模块分别通过卫星通讯单元、物联网通讯单元、以太网通讯单元对应的发送供电报警信号给远程控制中心、云服务器、船舶控制室。