输。所述网络交换机为支持Profinet、EtherCat、Powerlink、Modbus等工业控制类协议与OPC、HTTP、RTP、SIP等管理类业务协议的网络交换机。所述普通交换机为船舶的网络通讯系统提供更多的连接端口。
[0029]本实施例中，所述下层网络系统负责采集和监视船舶设备的运行状态数据，通过主干网络上传监控中心，同时，接收和执行监控中心的控制命令，实现设备控制。具体包括现场监控设备、区域监控装置和通讯网络，所述区域监控装置通过通讯网络与现场监控设备相连，所述区域监控装置包括区域网关、PLC、不支持以太网传输的第一区域监控装置及支持以太网传输的第二区域监控装置，所述通讯网络采用现场总线和I/O输出，所述第一区域监控装置、第二区域监控装置、PLC均通过I/O输出与现场监控设备相连，第二区域监控装置、PLC通过现场总线与以太网相连，所述第一区域监控装置通过协议转换代理与以太网相连。
[0030]在实际应用中，所述通讯网络还包括WIA、ZIGBEE、WIFI无线网络中的任意一种，所述下层网络系统中的若干现场监控设备通过上述无线网络与区域网关连接，区域网关接入以太网。这样，可以在一些不允许或者难以直接布线、传统的数据传输线路遭到损坏而无法正常工作的情况中，使用工业无线技术构建无线局域网，并将其并入全船网络中。
[0031]本实施例大型船舶网络通讯系统的网络通讯方法，包括步骤:
[0032]所述现场监控设备完成数据采集，将数据通过通讯网络上传至区域监控装置，所述区域监控装置通过以太网与主干网络相连，数据经主干网络传输后被发送到光电转换接口，经光电转换后发送至监控中心，所述监控中心包括工作站、数据库服务器和应用服务器，所述数据库服务器实时存储下层网络系统上传的数据，预处理后提供给工作站和应用服务器，所述应用服务器对数据进行设备故障诊断、报警分析、设备预测性维护分析，将分析结果提供给工作站，所述工作站负责全船设备实时监控和根据应用服务器的分析结果下达控制命令，显示各种图形和数据；
[0033]在要对某下层网络系统中的现场监控设备进行控制时，工作站发送控制命令，通过光电转换接口进行光电转换后传送至网络交换机，网络交换机通过以太网将控制命令传送到该下层网络系统对应的区域监控装置;所述区域监控装置包括区域网关、PLC、不支持以太网传输的第一区域监控装置及支持以太网传输的第二区域监控装置，区域监控装置控制对应现场监控设备执行相应动作。
[0034]为了提高传输速度，本实施例区域监控装置集中收集其管辖区域内现场监控设备的信息，比较相邻数据包内容，压缩数据中的相同部分，仅传输差量，同时，分析各数据包QoS需求，将多个业务包捆绑到一个IP分组中进行传输，通过以太网传输至主干网络的网络交换机，网络交换机通过以太网将信息发送到监控中心。
[0035]上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.大型船舶网络通讯系统，其特征在于，包括监控中心、主干网络和若干个下层网络系统，所述主干网络包括工业无线网桥对、光纤网和网络交换机，所述主干网络通过光电转换接口与监控中心网络连接，所述下层网络系统通过网络交换机与主干网络连接，所述下层网络系统之间通过以太网连接。2.根据权利要求1所述的大型船舶网络通讯系统，其特征在于，所述工业无线网桥对支持AP、Client、PTP、AD-Hoc工作模式，支持WIFI功能，支持PoE供电，工作温度为-40°C?85°C，支持2.4GHz/5.8GHz两个频段，300Mbps数据传输。3.根据权利要求1所述的大型船舶网络通讯系统，其特征在于，所述网络交换机为支持工业控制类协议与管理类业务协议的网络交换机，其中工业控制类协议包括Prof inet、EtherCat、Powerlink、Modbus，管理类业务协议包括OPC、HTTP、RTP、SIP。4.根据权利要求1所述的大型船舶网络通讯系统，其特征在于，所述监控中心包括工作站、数据库服务器和应用服务器，所述工作站用于全船设备实时监控和指令下达，显示各种图形和数据;所述数据库服务器用于下层网络系统上传数据的实时存储;所述应用服务器用于设备故障诊断、报警分析、设备预测性维护分析;上述工作站、数据库服务器和应用服务器之间通过以太网连接。5.根据权利要求1所述的大型船舶网络通讯系统，其特征在于，所述主干网络还包括普通交换机。6.根据权利要求1所述的大型船舶网络通讯系统，其特征在于，所述下层网络系统包括现场监控设备、区域监控装置和通讯网络，所述区域监控装置通过通讯网络与现场监控设备相连，所述区域监控装置包括区域网关、PLC、不支持以太网传输的第一区域监控装置及支持以太网传输的第二区域监控装置，所述通讯网络采用现场总线和I/O输出，所述第一区域监控装置、第二区域监控装置、PLC均通过I/O输出与现场监控设备相连，第二区域监控装置、PLC通过现场总线与以太网相连，所述第一区域监控装置通过协议转换代理与以太网相连，所述协议转换代理具备多种标准通信接口，通过接口与现场总线、工业以太网连接。7.根据权利要求6所述的大型船舶网络通讯系统，其特征在于，所述通讯网络还包括WIA、ZIGBEE、WIFI无线网络中的任意一种，所述下层网络系统中的若干现场监控设备通过上述无线网络与区域网关连接，区域网关接入以太网。8.—种基于权利要求1-7任一项所述的大型船舶网络通讯系统的网络通讯方法，其特征在于，包括: 所述现场监控设备完成数据采集，将数据通过通讯网络上传至区域监控装置，所述区域监控装置通过以太网与主干网络相连，数据经主干网络传输后被发送到光电转换接口，经光电转换后发送至监控中心，所述监控中心包括工作站、数据库服务器和应用服务器，所述数据库服务器实时存储下层网络系统上传的数据，预处理后提供给工作站和应用服务器，所述应用服务器对数据进行设备故障诊断、报警分析、设备预测性维护分析，将分析结果提供给工作站，所述工作站负责全船设备实时监控和根据应用服务器的分析结果下达控制命令，显示各种图形和数据； 在要对某下层网络系统中的现场监控设备进行控制时，工作站发送控制命令，通过光电转换接口进行光电转换后传送至网络交换机，网络交换机通过以太网将控制命令传送到该下层网络系统对应的区域监控装置;所述区域监控装置包括区域网关、PLC、不支持以太网传输的第一区域监控装置及支持以太网传输的第二区域监控装置，区域监控装置控制对应现场监控设备执行相应动作。9.根据权利要求8所述的网络通讯方法，其特征在于，所述区域监控装置集中收集其管辖区域内现场监控设备的信息，比较相邻数据包内容，压缩数据中的相同部分，仅传输差量，同时，分析各数据包QoS需求，将多个业务包捆绑到一个IP分组中进行传输，通过以太网传输至主干网络的网络交换机，网络交换机通过以太网将信息发送到监控中心。
【专利摘要】本发明公开了一种大型船舶网络通讯系统以及网络通讯方法，系统包括监控中心、主干网络和若干个下层网络系统，主干网络包括工业无线网桥对、光纤网和网络交换机，主干网络通过光电转换接口与监控中心网络连接，下层网络系统通过网络交换机与主干网络连接，下层网络系统之间通过以太网连接。方法包括：现场监控设备采集的数据通过通讯网络上传至区域监控装置，区域监控装置经主干网络发送至监控中心；监控中心中工作站发送控制命令，经光电转换后传送至网络交换机，网络交换机通过以太网将控制命令传送到该下层网络系统对应的区域监控装置，区域监控装置控制对应现场监控设备执行相应动作。本发明具有标准化程度高、建造成本低的优点。
【IPC分类】G05B19/418
【公开号】CN105487514
【申请号】CN201511005204
【发明人】肖金超, 冯东英, 程海梅, 刘继海, 魏三喜
【申请人】广州中国科学院沈阳自动化研究所分所, 中国科学院沈阳自动化研究所
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年12月25日