CN206236059U - 一种船舶姿态3d实时监测系统 - Google Patents
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Abstract
一种船舶姿态3D实时监测系统，属于船舶监测技术领域。该监测系统包括传感器、测控柜、交换机、2D计算机模块和3D计算机模块，测控柜内安装有信号采集模块和用于给该监测系统供电的UPS电源，传感器和信号采集模块通过信号线连接，信号采集模块和交换机通过网络线连接，交换机和2D计算机模块、3D计算机模块通过网络线连接。该监测系统同时拥有2D计算机模块和3D计算机模块，两种计算机模块既相互独立又相互冗余，可以在船舶的不同位置同时显示船舶实时姿态的2D和动态3D图形，增强了监测系统的可靠性，降低了操作人员的工作难度，提高了工作效率。
Description
技术领域
本实用新型属于船舶监测技术领域，特别是涉及一种船舶姿态3D实时监测系统。
背景技术
目前，通用的船舶姿态监测系统是由传感器、测量模块、显示模块组成，通过数据列表和柱状图形式显示船舶姿态。系统通常只有一个静态页面的显示终端，或者即使有多个显示终端也只是静态的显示同样的内容，不能够以动态的图形显示船舶的3D姿态，传感器数据无法反映在船舶3D图形的各个位置，操作人员无法直观的、动态的感受船舶的姿态，从而导致对舱室系统的平衡控制存在一定的风险，给操作带来一定难度，特别是船舶在作业时，为了保证船舶的稳性，必须实时、动态的根据船舶的姿态进行调整。
实用新型内容
针对现有技术中存在的不足，本实用新型的目的是提供一种船舶姿态3D实时监测系统，该系统可以直观、全景的显示船舶的实时3D姿态。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：
一种船舶姿态3D实时监测系统，该系统包括传感器模块、测控柜、交换机、2D计算机模块和3D计算机模块，所述测控柜内安装有信号采集模块和用于给该系统供电的UPS电源，所述传感器模块和信号采集模块通过信号线连接，所述信号采集模块和交换机通过网络线连接，所述交换机和2D计算机模块、3D计算机模块通过网络线连接。
所述传感器模块用于实时采集船舶姿态信息的模拟量，并发送给信号采集模块，所述船舶姿态信息包含船舶纵倾信号、船舶横倾信号、船舶左艏吃水信号、船舶右艏吃水信号、船舶左艉吃水信号、船舶右艉吃水信号、压载舱液位信号。
所述信号采集模块对传感器模块发送的船舶姿态信息的模拟量进行模数转换为船舶姿态数字信号，再调制为以太网格式的船舶姿态数字信号，然后将调制后的船舶姿态数字信号传递给交换机。
所述交换机将接收到的来自信号采集模块的船舶姿态数字信号传递给2D计算机模块和3D计算机模块。
优选的，所述2D计算机模块包含有用于显示2D图形的显示器。2D计算机模块根据接收到的来自交换机的船舶姿态数字信号，采用数据列表和柱状图形式对船舶的姿态信息进行监测和显示。
优选的，所述3D计算机模块包含有3D姿态显示模块、数据配置模块、船体建模模块、参数采集处理模块，所述数据配置模块和3D姿态显示模块、船体建模模块、参数采集处理模块连接。
所述船体建模模块对船体以及各舱室系统建立静态的3D模型并向数据配置模块输出静态的3D模型。
所述参数采集处理模块接收、解调来自于双冗余交换机模块的船舶姿态数字信号，然后将解调后的船舶姿态数字信号输出给数据配置模块。
所述数据配置模块接收来自船体建模模块的静态的3D模型和参数采集处理模块的船舶姿态数字信号，将静态3D模型和实时参数进行数据配置和耦合，并将耦合后生成的动态船舶3D模型输出给3D姿态显示模块。
所述3D姿态显示模块用于将数据配置模块发送的耦合后生成的动态船舶3D模型进行显示。
优选的，所述3D计算机模块集成有3D视角切换/锁定模块、3D倾角放大模块和3D模式切换模块。
所述3D视角切换/锁定模块用于采集操作人员所选择的3D视角切换/锁定命令，对3D姿态显示模块显示的相应图形进行视角切换或锁定处理。
所述3D倾角放大模块用于采集操作人员所选择的3D倾角放大模块命令，对3D姿态显示模块显示的相应图形进行倾角放大处理。
所述3D模式切换模块用于采集操作人员所选择的3D实景/半实景切换命令，对3D姿态显示模块显示的相应图形进行3D实景/半实景切换处理。
优选的，所述传感器和信号采集模块通过载有电压信号或4～20mA电流信号的信号线连接，所述信号采集模块和交换机通过载有CAT5以太网信号的网络线连接。
优选的，所述交换机和2D计算机模块、3D计算机模块通过载有CAT5以太网信号的网络线连接。
优选的，该监测系统还包括遥控阀门模块，所述遥控阀门模块包含有遥控阀门、控制继电器和阀门驱动装置，所述控制继电器和信号采集模块连接，所述阀门驱动装置既和遥控阀门连接，也和控制继电器连接。
优选的，所述传感器模块包括压力传感器和倾角传感器。所述压力传感器用于采集船舶左艏吃水信号、船舶右艏吃水信号、船舶左艉吃水信号、船舶右艉吃水信号、压载舱液位信号，所述倾角传感器用于采集船舶纵倾信号、船舶横倾信号。
优选的，所述信号采集模块为PLC模块。
优选的，所述交换机设置有与第三方连接的接口。
本实用新型的有益效果：该系统的2D计算机模块和3D计算机模块相互独立又相互冗余，可以在船舶的不同位置同时显示船舶实时姿态的2D图形和动态3D图形。当一个计算机模块发生故障时，不会影响另一个计算机模块的工作。操作人员既可以按常规方法通过2D计算机模块操作，又可以通过3D计算机模块进行操作，当船舶的某一个姿态数据发生变化时，操作人员能够立即通过3D计算机模块直观的观察到整个船舶3D姿态的调整，该系统可以生动、全景、实时的对船舶的姿态进行监测，从而保证船舶及时、可靠的实施舱室液位遥控操作。
附图说明
图1为本实用新型一种船舶姿态3D实时监测系统整体结构示意图；
图2为本实用新型一种船舶姿态3D实时监测系统测控柜结构示意图。
图1和图2中：1为3D计算机模块，2为2D计算机模块，3为交换机，4为测控柜，5为传感器模块，6为遥控阀门模块，7为UPS电源，8为PLC模块。
具体实施方式
下面，结合附图和实施例对本实用新型的技术方案作进一步的描述：
实施例：如图1和图2所示，一种船舶姿态3D实时监测系统，该系统包括传感器模块5、测控柜4、交换机3、遥控阀门模块6、2D计算机模块2和3D计算机模块1，所述测控柜4内安装有PLC模块8和用于给该监测系统供电的UPS电源7，所述传感器模块5包括压力传感器和倾角传感器。所述压力传感器、倾角传感器和PLC模块8通过载有4～20mA电流信号的信号线连接，所述PLC模块8和交换机3通过载有CAT5以太网信号的网络线连接，所述交换机3和2D计算机模块2、3D计算机模块1通过载有CAT5以太网信号的网络线连接。所述遥控阀门模块6包含有遥控阀门、控制继电器和阀门驱动装置，所述控制继电器和PLC模块8连接，所述阀门驱动装置既和遥控阀门连接，也和控制继电器连接。
所述传感器模块5用于实时采集船舶姿态信息的模拟量，并发送给PLC模块8，所述船舶姿态信息包含船舶纵倾信号、船舶横倾信号、船舶左艏吃水信号、船舶右艏吃水信号、船舶左艉吃水信号、船舶右艉吃水信号、压载舱液位信号。船舶左艏吃水信号、船舶右艏吃水信号、船舶左艉吃水信号、船舶右艉吃水信号和压载舱液位信号由压力传感器采集，船舶纵倾信号、船舶横倾信号由倾角传感器采集。
所述PLC模块8对传感器模块5发送的船舶姿态信息的模拟量进行模数转换为船舶姿态数字信号，再调制为以太网格式的船舶姿态数字信号，然后将调制后的船舶姿态数字信号传递给交换机3。
所述交换机3将接收到的来自信号采集模块的船舶姿态数字信号传递给2D计算机模块2和3D计算机模块1。
所述2D计算机模块2包含有用于显示2D图形的显示器。2D计算机模块2根据接收到的来自交换机3的船舶姿态数字信号，采用数据列表和柱状图形式对船舶的姿态信息进行监测和显示。
所述3D计算机模块1包含有3D姿态显示模块、数据配置模块、船体建模模块、参数采集处理模块，所述数据配置模块和3D姿态显示模块、船体建模模块、参数采集处理模块连接。所述船体建模模块对船体以及各舱室系统建立静态的3D模型并向数据配置模块输出静态的3D模型。所述参数采集处理模块接收、解调来自于交换机3的船舶姿态数字信号，然后将解调后的船舶姿态数字信号输出给数据配置模块。所述数据配置模块接收来自船体建模模块的静态的3D模型和参数采集处理模块的船舶姿态数字信号，将静态3D模型和实时参数进行数据配置和耦合，并将耦合后生成的动态船舶3D模型输出给3D姿态显示模块。所述3D姿态显示模块用于将数据配置模块发送的耦合后生成的动态船舶3D模型进行显示。
所述3D计算机模块集成有3D视角切换/锁定模块、3D倾角放大模块和3D模式切换模块。所述3D视角切换/锁定模块用于采集操作人员所选择的3D视角切换/锁定命令，对3D姿态显示模块显示的相应图形进行视角切换或锁定处理。所述3D倾角放大模块用于采集操作人员所选择的3D倾角放大模块命令，对3D姿态显示模块显示的相应图形进行倾角放大处理。所述3D模式切换模块用于采集操作人员所选择的3D实景/半实景切换命令，对3D姿态显示模块显示的相应图形进行3D实景/半实景切换处理。
当船舶的某一个姿态数据发生变化时，操作人员可以根据2D计算机模块2或3D计算机模块1显示的图像和数据，对遥控阀门模块发出开/关指令，该指令以指令数字信号形式经由交换机3、PLC模块8传递至控制继电器。控制继电器根据接收到的指令数字信号，通过阀门驱动装置操纵阀门开/关以实现对各舱室液位的控制。
阀门驱动装置将阀门开/关状态以阀门状态数字信号形式经由控制继电器传递给PLC模块，PLC模块8将接收到的阀门状态数字信号传递给交换机3。交换机3将接收到的阀门状态数字信号传递给2D计算机模块2或3D计算机模块1。2D计算机模块2或3D计算机模块1根据接收到的阀门状态数字信号实现遥控阀门状态的实时监测与显示。
Claims (10)
1.一种船舶姿态3D实时监测系统，其特征在于，该系统包括传感器模块、测控柜、交换机、2D计算机模块和3D计算机模块，所述测控柜内安装有信号采集模块和用于给该系统供电的UPS电源，所述传感器模块和信号采集模块通过信号线连接，所述信号采集模块和交换机通过网络线连接，所述交换机和2D计算机模块、3D计算机模块通过网络线连接。
2.根据权利要求1所述的一种船舶姿态3D实时监测系统，其特征在于，所述2D计算机模块包含有用于显示2D图形的显示器。
3.根据权利要求1所述的一种船舶姿态3D实时监测系统，其特征在于，所述3D计算机模块包含有3D姿态显示模块、数据配置模块、船体建模模块、参数采集处理模块，所述数据配置模块和3D姿态显示模块、船体建模模块、参数采集处理模块连接。
4.根据权利要求1所述的一种船舶姿态3D实时监测系统，其特征在于，所述3D计算机模块集成有3D视角切换/锁定模块、3D倾角放大模块和3D模式切换模块。
5.根据权利要求1所述的一种船舶姿态3D实时监测系统，其特征在于，所述传感器和信号采集模块通过载有电压信号或4～20mA电流信号的信号线连接，所述信号采集模块和交换机通过载有CAT5以太网信号的网络线连接。
6.根据权利要求1所述的一种船舶姿态3D实时监测系统，其特征在于，所述交换机和2D计算机模块、3D计算机模块通过载有CAT5以太网信号的网络线连接。
7.根据权利要求1或5所述的一种船舶姿态3D实时监测系统，其特征在于，该监测系统还包括遥控阀门模块，所述遥控阀门模块包含有遥控阀门、控制继电器和阀门驱动装置，所述控制继电器和信号采集模块连接，所述阀门驱动装置既和遥控阀门连接，也和控制继电器连接。
8.根据权利要求1或5所述的一种船舶姿态3D实时监测系统，其特征在于，所述传感器模块包括压力传感器和倾角传感器。
9.根据权利要求1所述的一种船舶姿态3D实时监测系统，其特征在于，所述信号采集模块为PLC模块。
10.根据权利要求1所述的一种船舶姿态3D实时监测系统，其特征在于，所述交换机设置有与第三方连接的接口。
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|---|---|---|---|---|
| CN109733550A (zh) * | 2019-01-03 | 2019-05-10 | 大连海事大学 | 一种船舶实时姿态感知系统 |
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- 2016-08-30 CN CN201621016138.1U patent/CN206236059U/zh not_active Expired - Fee Related
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