CN112819990A - 一种船用航行数据监测及回放装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种船用航行数据监测及回放装置，该装置与外部的航行数据记录仪相连，该装置中：便携式计算机上运行数据监测回放软件，采用模块化设计，包括：协议配置管理模块、数据监测模块、数据下载模块和数据回放模块；高速率的以太网通信接口卡通过PCIE接口与便携式计算机的主板通信，低速率的CAN通信接口卡通过USB接口与便携式计算机的主板通信，以满足不同通信接口对数据传输速率的需求；CAN通信接口卡通过CAN总线与航行数据记录仪的CAN接口相连，以太网接口卡通过以太网与航行数据记录仪的以太网接口相连。本发明集成多种类型数据的解析协议，并结合可视化界面的设计，可为现场用户快速故障诊断、事故分析提供有力手段。
Description
技术领域
本发明涉及船舶信息技术领域，尤其涉及一种船用航行数据监测及回放装置。
背景技术
一方面，随着现有装载船用航行数据记录仪的船舶型号及数量的不断增多，而对航行数据进行监测及回放的装置往往是一条船就配备一个，并且船舶技术状态的不同，其航行数据监测及回放装置的状态也会不同，因此各条船的监测及回放装置往往不能通用，这给船队的大规模管理带来了很大的压力；另一方面，船舱内空间狭小，环境恶劣，传统笔记本和接口采集卡相对独立的航行数据监测及回放装置不适合在船舱内使用。因此，船舶航行数据回放分析领域迫切需要一种小型化、便携式、通用型的航行数据监测及回放装置。
本发明需要要解决现有技术中的以下技术问题：
(1)解决现有船用航行数据监测及回放类装置通用性差，不能同时解析不同型号船舶航行数据的问题；
(2)解决现有船用航行数据监测及回放类装置体积、重量较大，集成度低，接口功能单一，船舱现场携带不方便等问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷，提供一种船用航行数据监测及回放装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
本发明提供一种船用航行数据监测及回放装置，该装置与外部的航行数据记录仪相连，基于航行数据记录仪内的数据进行船舶故障判断及事故分析；该装置包括由便携式计算机、CAN通信接口卡、以太网通信接口卡集成的便携式加固机；其中：
便携式计算机上运行数据监测回放软件，采用模块化设计，包括：协议配置管理模块、数据监测模块、数据下载模块和数据回放模块；
高速率的以太网通信接口卡通过PCIE接口与便携式计算机的主板通信，低速率的CAN通信接口卡通过USB接口与便携式计算机的主板通信，以满足不同通信接口对数据传输速率的需求；
CAN通信接口卡通过CAN总线与航行数据记录仪的CAN接口相连，以太网接口卡通过以太网与航行数据记录仪的以太网接口相连。
进一步地，本发明的便携式计算机中：
协议配置管理模块，用于实现各型号船舶航行数据协议的配置管理；
数据监测模块，用于实现航行数据记录仪内部总线或网络上的通信数据物理值与应用协议的匹配，并通过人机界面实时显示数据的实际工程值；
数据下载模块，用于实现航行数据记录仪记录的历史数据的获取及本地存储；
数据回放模块，用于实现已下载历史航行数据物理值与应用协议的匹配及其实际工程值的界面显示。
进一步地，本发明的便携式计算机上运行的数据监测回放软件的软件架构包括：驱动层、数据管理层、应用层、人机界面；其中：
驱动层，包括CAN卡驱动、以太网卡驱动；
数据管理层，包括数据格式化输入、格式化存储、数据解析；
应用层，包括协议配置管理、数据监测、数据下载、数据回放；
人机界面，包括用于与用户进行人机交互的显示界面。
进一步地，本发明的该装置集成多种数据解析协议，包括：串口类型数据、CAN接口类型数据、以太网类型数据、音频数据、视频数据；用户根据船舶型号的选择接口进行数据解析协议的灵活配置，实现了多种型号船用航行数据监测及回放装置的集成。
进一步地，本发明的CAN通信接口卡支持CAN2.0A、CAN2.0B协议标准，通讯波特率0.125Mbps～1Mbps；以太网通信接口卡支持网络带宽10M/100M/1000M自适应。
本发明提供一种船用航行数据监测及回放装置的控制方法，该方法包括以下步骤：
步骤1、启动便携式计算机上运行的数据监测回放软件；
步骤2、用户通过人机界面选择船舶型号；
步骤3、通过协议配置管理模块加载协议配置信息；判断为回放功能还是监测功能；若为回放功能，则进入步骤4；若为监测功能，则进入步骤5；
步骤4、通过数据下载模块下载历史数据文件，并读取历史数据文件，通过数据回放模块进行协议解析，实现已下载历史航行数据物理值与应用协议的匹配及其实际工程值的界面显示；
步骤5、通过数据监测模块，实现航行数据记录仪内部总线或网络上的通信数据物理值与应用协议的匹配，并通过人机界面实时显示数据的实际工程值。
本发明产生的有益效果是：本发明的船用航行数据监测及回放装置：
(1)船用航行数据监测及回放装置采用模块化设计，集成多种数据解析协议，包括串口类型数据、CAN接口类型数据、以太网类型数据、音频数据、视频数据等多种格式，用户可根据船舶型号的选择接口进行数据解析协议的灵活配置，实现了多种型号船用航行数据监测及回放装置的集成，增强设备的通用性；
(2)采用集成化设计，将一台便携式计算机与独立通信接口采集装置的集合体集成为一台便携式加固机，方便用户的使用，缓解人员在狭窄船舱环境下的操作不便；
(3)采用模块化设计，提高设备的扩展性；
(4)船用航行数据监测及回放装置通过数据监测回放软件提供更丰富的人机界面，有助于航行数据分析。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1为一种船用航行数据监测及回放装置硬件结构示意图；
图2为一种船用航行数据监测及回放装置软件架构示意图；
图3为一种船用航行数据监测及回放装置软件工作流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
图1为一种船用航行数据监测及回放装置硬件结构示意图。如图1所示，装置由便携式计算机、CAN通信接口卡、以太网通信接口卡集成于一台便携式加固机，这种集成化设计大大方便了用户在狭窄船舱环境下的使用。所述CAN通信接口卡支持CAN2.0A、CAN2.0B协议标准，通讯波特率0.125Mbps～1Mbps；所述以太网通信接口卡支持网络带宽10M/100M/1000M自适应；所述便携式计算机上主要运行数据监测回放软件，采用模块化设计，包含协议配置管理模块、数据监测模块、数据下载模块和数据回放模块等。
图2为一种船用航行数据监测及回放装置软件架构示意图，船用航行数据监测及回放装置通过协议配置管理模块选择各协议配置文件来实现各型号船舶航行数据协议的配置管理，满足用户对不同型号船舶航行数据的监测及回放需求。通过标准通信接口采集卡获取船用航行数据记录仪内部总线或网络上的通信数据后，数据监测模块可实现数据物理值与应用协议的匹配，并通过人机界面实时显示数据的实际工程值，给用户提供交互友好的人机界面。同时，船用航行数据监测及回放装置可通过数据下载模块获取并存储航行数据记录仪记录的历史数据；并可通过数据回放模块显示已下载历史数据的实际工程值，有助于用户基于航行数据进行故障判断及事故分析。
图3为一种船用航行数据监测及回放装置软件工作流程示意图。本发明实施例的船用航行数据监测及回放装置的控制方法，该方法包括以下步骤：
步骤1、启动便携式计算机上运行的数据监测回放软件；
步骤2、用户通过人机界面选择船舶型号；
步骤3、通过协议配置管理模块加载协议配置信息；判断为回放功能还是监测功能；若为回放功能，则进入步骤4；若为监测功能，则进入步骤5；
步骤4、通过数据下载模块下载历史数据文件，并读取历史数据文件，通过数据回放模块进行协议解析，实现已下载历史航行数据物理值与应用协议的匹配及其实际工程值的界面显示；
步骤5、通过数据监测模块，实现航行数据记录仪内部总线或网络上的通信数据物理值与应用协议的匹配，并通过人机界面实时显示数据的实际工程值。
本发明的船用航行数据监测及回放装置在小型便携式加固机的基础上集成CAN通信接口卡、以太网通信接口卡，在软件上集成多种类型数据的解析协议，并结合一些可视化界面的设计，可为现场用户快速故障诊断、事故分析提供有力手段。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (6)
1.一种船用航行数据监测及回放装置，其特征在于，该装置与外部的航行数据记录仪相连，基于航行数据记录仪内的数据进行船舶故障判断及事故分析；该装置包括由便携式计算机、CAN通信接口卡、以太网通信接口卡集成的便携式加固机；其中：
便携式计算机上运行数据监测回放软件，采用模块化设计，包括：协议配置管理模块、数据监测模块、数据下载模块和数据回放模块；
高速率的以太网通信接口卡通过PCIE接口与便携式计算机的主板通信，低速率的CAN通信接口卡通过USB接口与便携式计算机的主板通信，以满足不同通信接口对数据传输速率的需求；
CAN通信接口卡通过CAN总线与航行数据记录仪的CAN接口相连，以太网接口卡通过以太网与航行数据记录仪的以太网接口相连。
2.根据权利要求1所述的船用航行数据监测及回放装置，其特征在于，便携式计算机中：
协议配置管理模块，用于实现各型号船舶航行数据协议的配置管理；
数据监测模块，用于实现航行数据记录仪内部总线或网络上的通信数据物理值与应用协议的匹配，并通过人机界面实时显示数据的实际工程值；
数据下载模块，用于实现航行数据记录仪记录的历史数据的获取及本地存储；
数据回放模块，用于实现已下载历史航行数据物理值与应用协议的匹配及其实际工程值的界面显示。
3.根据权利要求1所述的船用航行数据监测及回放装置，其特征在于，便携式计算机上运行的数据监测回放软件的软件架构包括：驱动层、数据管理层、应用层、人机界面；其中：
驱动层，包括CAN卡驱动、以太网卡驱动；
数据管理层，包括数据格式化输入、格式化存储、数据解析；
应用层，包括协议配置管理、数据监测、数据下载、数据回放；
人机界面，包括用于与用户进行人机交互的显示界面。
4.根据权利要求1所述的船用航行数据监测及回放装置，其特征在于，该装置集成多种数据解析协议，包括：串口类型数据、CAN接口类型数据、以太网类型数据、音频数据、视频数据；用户根据船舶型号的选择接口进行数据解析协议的灵活配置，实现了多种型号船用航行数据监测及回放装置的集成。
5.根据权利要求1所述的船用航行数据监测及回放装置，其特征在于，CAN通信接口卡支持CAN2.0A、CAN2.0B协议标准，通讯波特率0.125Mbps～1Mbps；以太网通信接口卡支持网络带宽10M/100M/1000M自适应。
6.一种根据权利要求1-5任一项所述的船用航行数据监测及回放装置的控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤1、启动便携式计算机上运行的数据监测回放软件；
步骤2、用户通过人机界面选择船舶型号；
步骤3、通过协议配置管理模块加载协议配置信息；判断为回放功能还是监测功能；若为回放功能，则进入步骤4；若为监测功能，则进入步骤5；
步骤4、通过数据下载模块下载历史数据文件，并读取历史数据文件，通过数据回放模块进行协议解析，实现已下载历史航行数据物理值与应用协议的匹配及其实际工程值的界面显示；
步骤5、通过数据监测模块，实现航行数据记录仪内部总线或网络上的通信数据物理值与应用协议的匹配，并通过人机界面实时显示数据的实际工程值。
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