全文摘要
本发明提供了一种船用多协议信息采集接口单元和方法，包括总线转换模块、串口转换模块、声音采集模块、以太网转换模块和以太网交换模块，采用模块化设计，缩小了信息采集转发的硬件规模，降低了硬件成本和维修成本；本发明通过简化转发信息的协议种类，实现了对多种协议信息的集中采集与转发，支持包括总线信息、串口信息、声音信息、以太网信息的多协议信息采集与转发；本发明提高了信息的抗干扰性。
主设计要求
1.一种船用多协议信息采集接口单元，其特征在于：包括总线转换模块、串口转换模块、声音采集模块、以太网转换模块和以太网交换模块；总线转换模块用于采集和发送总线信息；串口转换模块用于采集串口信息，将串口信息转换成总线信息并发送到总线；声音采集模块的信号输出端与以太网交换模块的信息输入端连接，用于采集声音信息，将声音信息转换成以太网信息并发送给以太网交换模块；以太网转换模块的信号输出端与以太网交换模块的以太网信息输入端连接，用于采集以太网信息并发送给以太网交换模块；以太网交换模块用于采集和发送以太网信息。
设计方案
1.一种船用多协议信息采集接口单元，其特征在于：包括总线转换模块、串口转换模块、声音采集模块、以太网转换模块和以太网交换模块；总线转换模块用于采集和发送总线信息；串口转换模块用于采集串口信息，将串口信息转换成总线信息并发送到总线；声音采集模块的信号输出端与以太网交换模块的信息输入端连接，用于采集声音信息，将声音信息转换成以太网信息并发送给以太网交换模块；以太网转换模块的信号输出端与以太网交换模块的以太网信息输入端连接，用于采集以太网信息并发送给以太网交换模块；以太网交换模块用于采集和发送以太网信息。
2.根据权利要求1所述的一种船用多协议信息采集接口单元，其特征在于：还包括指示灯板；指示灯板的信号输入端分别与总线转换模块、串口转换模块、声音采集模块、以太网转换模块的信号输入端连接，用于显示指示灯光信息。
3.根据权利要求2所述的一种船用多协议信息采集接口单元，其特征在于：还包括电源模块；电源模块的电源输出端与总线转换模块、串口转换模块、声音采集模块、以太网转换模块和指示灯板的电源输入端连接，用于转换外部电源为总线转换模块、串口转换模块、声音采集模块、以太网转换模块和指示灯板供电。
4.根据权利要求3所述的一种船用多协议信息采集接口单元，其特征在于：还包括底板；底板分别与总线转换模块、串口转换模块、声音采集模块、以太网转换模块、电源模块和指示灯板可拆卸式连接，以及用于连接总线转换模块、串口转换模块、声音采集模块、以太网转换模块、电源模块和指示灯板之间的电信号。
5.基于权利要求1～权利要求4中任意一项权利要求所述的一种船用多协议信息采集接口单元的采集转发方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：总线转换模块和串口转换模块分别采集总线信息和串口信息并发送到总线；
S2：声音采集模块和以太网转换模块分别采集声音信息和以太网信息并发送到以太网。
6.根据权利要求5所述的采集转发方法，其特征在于：所述的步骤S1中，具体步骤为：
S11：总线转换模块采集总线信息并发送到总线；
S12：串口转换模块采集串口信息、转换成总线信息并发送到总线。
7.根据权利要求6所述的采集转发方法，其特征在于：所述的步骤S2中，具体步骤为：
S21：声音采集模块采集声音信息并转换成以太网信息，将以太网信息发送给以太网交换模块；
S22：以太网转换模块采集以太网信息，将以太网信息发送给以太网交换模块；
S23：以太网交换模块将步骤S21收到的以太网信息和步骤S22收到的以太网信息发送到以太网。
8.根据权利要求5所述的采集转发方法，其特征在于：还包括以下步骤：指示灯板显示总线转换模块、串口转换模块、声音采集模块、以太网转换模块的数据接收情况；当总线转换模块、串口转换模块、声音采集模块、以太网转换模块正常接收信息时，指示灯板显示绿色信号；当设定的时间内，总线转换模块、串口转换模块、声音采集模块、以太网转换模块中的任意一个模块没有收到信息时，指示灯板显示红色信号。
9.根据权利要求8所述的采集转发方法，其特征在于：指示灯板的报警判断时间根据数据的发送频率设定。
设计说明书
技术领域
本发明属于信息接口技术领域，具体涉及一种船用多协议信息采集接口单元和方法。
背景技术
随着现代船舶人员编制的不断减少，信息化水平的不断提高，对船舶各系统设备的实时运行状态的监测需求不断增加；但传输不同系统设备的状态信息使用了大量不同的协议：如外部信息接口较少的陈旧设备通过串口发送信息，船舶设备通过总线采集转发总线信息，新研设备通过以太网采集转发信息；导致船舶各系统设备采用了多种协议采集与传输信息，各协议相互独立，需要多套硬件，硬件规模庞大，成本高；信息传输协议众多，维修所需工具种增多，增加了维修成本；声音信息与串口信息传输距离有限，无法满足大中型船舶的远距离信息传输需求；上述缺点限制了现代船舶朝信息化、集成化的发展。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种船用多协议信息采集接口单元和方法，用于支持包括总线信息、串口信息、声音信息、以太网信息的多协议信息采集与转发。
本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为：一种船用多协议信息采集接口单元，包括总线转换模块、串口转换模块、声音采集模块、以太网转换模块和以太网交换模块；总线转换模块用于采集和发送总线信息；串口转换模块用于采集串口信息，将串口信息转换成总线信息并发送到总线；声音采集模块的信号输出端与以太网交换模块的信息输入端连接，用于采集声音信息，将声音信息转换成以太网信息并发送给以太网交换模块；以太网转换模块的信号输出端与以太网交换模块的以太网信息输入端连接，用于采集以太网信息并发送给以太网交换模块；以太网交换模块用于采集和发送以太网信息。
按上述方案，还包括指示灯板；指示灯板的信号输入端分别与总线转换模块、串口转换模块、声音采集模块、以太网转换模块的信号输入端连接，用于显示指示灯光信息。
进一步的，还包括电源模块；电源模块的电源输出端与总线转换模块、串口转换模块、声音采集模块、以太网转换模块和指示灯板的电源输入端连接，用于转换外部电源为总线转换模块、串口转换模块、声音采集模块、以太网转换模块和指示灯板供电。
进一步的，还包括底板；底板分别与总线转换模块、串口转换模块、声音采集模块、以太网转换模块、电源模块和指示灯板可拆卸式连接，以及用于连接总线转换模块、串口转换模块、声音采集模块、以太网转换模块、电源模块和指示灯板之间的电信号。
基于一种船用多协议信息采集接口单元的采集转发方法，包括以下步骤：
S1：总线转换模块和串口转换模块分别采集总线信息和串口信息并发送到总线；
S2：声音采集模块和以太网转换模块分别采集声音信息和以太网信息并发送到以太网。
进一步的，所述的步骤S1中，具体步骤为：
S11：总线转换模块采集总线信息并发送到总线；
S12：串口转换模块采集串口信息、转换成总线信息并发送到总线。
进一步的，所述的步骤S2中，具体步骤为：
S21：声音采集模块采集声音信息并转换成以太网信息，将以太网信息发送给以太网交换模块；
S22：以太网转换模块采集以太网信息，将以太网信息发送给以太网交换模块；
S23：以太网交换模块将步骤S21收到的以太网信息和步骤S22收到的以太网信息发送到以太网。
进一步的，还包括以下步骤：指示灯板显示总线转换模块、串口转换模块、声音采集模块、以太网转换模块的数据接收情况；当总线转换模块、串口转换模块、声音采集模块、以太网转换模块正常接收信息时，指示灯板显示绿色信号；当设定的时间内，总线转换模块、串口转换模块、声音采集模块、以太网转换模块中的任意一个模块没有收到信息时，指示灯板显示红色信号。
进一步的，指示灯板的报警判断时间根据数据的发送频率设定。
本发明的有益效果为：
1.本发明的一种船用多协议信息采集接口单元对串口信息与声音信息进行转换，简化了转发信息的协议种类，实现了对多种协议信息的集中采集与转发。
2.本发明提高了信息的抗干扰性。
3.本发明采用模块化设计，缩小了信息采集转发的硬件规模，降低了硬件成本和维修成本。
附图说明
图1是本发明实施例的功能框图。
图中：1.数据转换模块；2.电源模块；3.指示灯板；4.底板，5.总线转换模块； 6.串口转换模块；7.声音采集模块；8.以太网转换模块；9.以太网交换模块。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
参见图1，本发明的一种船用多协议信息采集接口单元，其特征在于：包括数据转换模块1、指示灯板3、电源模块2和底板4。
数据转换模块1包括总线转换模块5、串口转换模块6、声音采集模块7、以太网转换模块8和以太网交换模块9。总线转换模块5为CAN总线转换模块；总线转换模块5的信号输入端与数据转换模块1的总线信息输入端连接，总线转换模块5的信号输出端与数据转换模块1的总线信息输出端连接，用于采集和发送总线信息。串口转换模块6为RS422串口转换模块；串口转换模块6的信号输入端与数据转换模块1的串口信息输入端连接，串口转换模块6的信号输出端与数据转换模块1的总线信息输出端连接，用于采集串口信息，将串口信息转换成总线信息并发送到总线。声音采集模块7的信号输入端与数据转换模块1的声音信息输入端连接，声音采集模块7的信号输出端与以太网交换模块9的信息输入端连接，用于采集声音信息，将声音信息转换成以太网信息并发送给以太网交换模块9。以太网转换模块8的信号输入端与数据转换模块1的以太网信息输入端连接，以太网转换模块8的信号输出端与以太网交换模块9的以太网信息输入端连接，用于采集以太网信息并发送给以太网交换模块9。以太网交换模块9 的以太网信息输出端与数据转换模块1的以太网信息输出端连接，用于将收到的以太网信息发送到以太网。
指示灯板3的信号输入端与数据转换模块1的信号输出端连接，用于显示信息。
电源模块2的电源输出端与数据转换模块1和指示灯板3的电源输入端连接，用于转换外部电源为数据转换模块1和指示灯板3供电。
底板4上设有多个CPCI插槽，数据转换模块1、电源模块2和指示灯板3 采用3U结构尺寸，且采用符合IEC 1076-4-101的CompactPCI标准连接器分别与底板4上的CPCI插槽可拆卸式连接；
一种船用多协议信息采集转发方法，包括以下步骤：
S1：数据转换模块1采集总线信息和串口信息并发送到总线；
S11：总线转换模块5采集总线信息；
S12：串口转换模块6采集串口信息并转换成总线信息；
S13：数据转换模块1将步骤S11得到的总线信息和步骤S12得到的总线信息共同发送到总线。
S2：数据转换模块1采集声音信息和以太网信息并发送到以太网。
S21：声音采集模块7采集声音信息并转换成以太网信息，将以太网信息发送给以太网交换模块9；
S22：以太网转换模块8采集以太网信息，将以太网信息发送给以太网交换模块9；
S23：以太网交换模块9将步骤S21收到的以太网信息和步骤S22收到的以太网信息共同发送到以太网。
还包括以下步骤：指示灯板3显示数据转换模块1的数据接收情况，当总线转换模块5、串口转换模块6、声音采集模块7、以太网转换模块8正常接收信息时，指示灯板3显示绿色正常信号；当在设定的时间内，总线转换模块5、串口转换模块6、声音采集模块7、以太网转换模块8中的任意一个模块没有收到信息时，指示灯板3显示红色报警信号。
指示灯板3的报警判断时间根据数据的发送频率设定：数据发送频率为1次 \/秒的支路，5秒钟未收到信号则报警；数据发送频率为1次\/分的支路，5分钟未收到信号则报警；数据发送频率为1次\/5分的支路，15分钟未收到信号则报警。
综上所述，本发明的一种船用多协议信息采集接口单元和方法采用模块化设计，缩小了信息采集转发的硬件规模，降低了硬件成本和维修成本；本发明通过简化转发信息的协议种类，实现了对多种协议信息的集中采集与转发，支持包括总线信息、串口信息、声音信息、以太网信息的多协议信息采集与转发；本发明提高了信息的抗干扰性。
以上实施例仅用于说明本发明的设计思想和特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，本发明的保护范围不限于上述实施例。所以，凡依据本发明所揭示的原理、设计思路所作的等同变化或修饰，均在本发明的保护范围之内。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201910538316.9
申请日:2019-06-20
公开号:CN110262338A
公开日:2019-09-20
国家:CN
国家/省市:83(武汉)
授权编号:授权时间:主分类号:G05B 19/042
专利分类号:G05B19/042
范畴分类:40E;
申请人:中国舰船研究设计中心
第一申请人:中国舰船研究设计中心
申请人地址:430064 湖北省武汉市武昌区紫阳路268号
发明人:夏伟;宁鸥;孙康;朱春佳;陈冰
第一发明人:夏伟
当前权利人:中国舰船研究设计中心
代理人:胡建平
代理机构:42102
代理机构编号:湖北武汉永嘉专利代理有限公司
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计