基于近场通讯技术的船舶设备采集传输装置的制作方法

本实用新型涉及船舶通讯技术领域，尤其涉及船舶设备的采集传输装置。

背景技术：

船舶设备的保养问题一直是船舶设备管理领域的一个重大问题。如何实时、准确的了解船舶设备的运行情况，及时对设备进行维修维护保养一直是一个重要的研究课题。当前，虽然船舶的信息化技术发展到一定程度，诸多设备的运行数据都可通过远程监测系统掌握，但是船上仍有大量仪表只能就地读数，依靠船员就旁巡检抄表实现船舶的设备管理。现今的设备巡检，大多仍记录在留船的巡检记录簿中，部分设备更有特定格式的记录表格，皆是由船员手写记录。但这样一来，一方面数据记录的准确性难以保证，另一方面记录停留在纸质文件中，记录的留存或今后的数字化都存留诸多不便。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种基于近场通讯(NFC)技术的船舶设备采集传输装置，实现巡检记录的数字化、无纸化、便捷化。

实现上述目的的技术方案是：

一种基于近场通讯技术的船舶设备采集传输装置，包括：

用于采集船舶设备的运行状态数据信号的数据采集装置；

将来自所述数据采集装置的运行状态数据信号进行模数转换并存储的数据存储装置；

将来自所述数据存储装置的运行状态数据信号通过近场通讯技术发送给移动终端的数据发送装置；以及

连接所述数据存储装置，用于给所述数据采集装置、数据存储装置和数据发送装置供电的电源装置。

优选的，所述电源装置包括：

连接船舶电力系统的电源连接线；

连接所述数据存储装置的供电线；以及

两端分别连接所述电源连接线和供电线的电源变压器。

优选的，所述数据采集装置包括：

用于采集船舶设备的运行状态数据信号的信号采集器；

用于从所述数据存储装置向所述信号采集器供电的信号采集器供电线；以及

用于将来自所述信号采集器的运行状态数据信号传送至所述数据存储装置的信号发送线。

优选的，所述数据存储装置包括：

将来自所述信号采集器的运行状态数据信号分压的分压电路；

将分压后的运行状态数据信号进行模数转换的模数转换器；

电路板；

安置在所述电路板上，将来自所述电源装置的交流电转换为直流电，分别供给所述数据采集装置、数据存储装置和数据发送装置的分电模块；以及

安置在所述电路板上，将来自所述模数转换器的数字信号进行存储和发送的存储模块。

优选的，所述数据存储装置中设置有核心开发板，该核心开发板上集成CPU(中央处理器)内核、所述存储模块、电源管理器和所述模数转换器。

优选的，所述数据存储装置还包括：分别用于指示电源、自检、运行和故障四种工作状态的四个LED(发光二极管)灯。

优选的，所述数据发送装置包括：

NFC天线；

信号连接线；以及

通过所述信号连接线连接所述NFC天线，并将来自所述数据存储装置的运行状态数据信号通过所述NFC天线传递给所述移动终端的NFC通讯模组。

优选的，所述数据存储装置还包括盒体，该盒体包括：

左侧面开口，其余三侧面合围的基座；

安装在所述基座顶面的上边板；以及

安装在所述基座左侧面的左边板；

其中，所述基座的合围的三侧面上开有散热孔，所述基座相对的两侧边设置有两个挂钩；所述基座的内部设有三个用于定位所述电路板的正方形垫片。

本实用新型的有益效果是：本实用新型就近布置在待巡检的设备旁，采集该设备的运行数据。船员通过手持的移动终端，靠近本系统，利用近场通讯技术与本系统进行数据通讯。将接收到的数据记录在移动端的本地数据库中，在移动端查看或待日后向岸基发送。如此在船员巡检过程中实现了就地自动化抄表、数字化转化、数据存储和可视化，可替代传统的人工抄表工作，同时提高船员工作效率。

附图说明

图1是本实用新型的船舶设备采集传输装置的结构图；

图2是本实用新型中电源装置的结构图；

图3是本实用新型中数据采集装置的结构图；

图4是本实用新型中分压电路的电路图；

图5是本实用新型中盒体的结构图；

图6是本实用新型中基座的结构图；

图7是本实用新型中电源处理电路的电路图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型作进一步说明。

请参阅图1，本实用新型的基于近场通讯技术的船舶设备采集传输装置，包括：数据采集装置1、数据存储装置2、数据发送装置3和电源装置4。

数据采集装置1用于采集船舶设备的运行状态数据信号，经由数据存储装置2模数转换后存储，然后通过数据发送装置3利用近场通讯技术发送给移动终端5。电源装置4连接数据存储装置2，用于给数据采集装置1、数据存储装置2和数据发送装置3进行供电。

具体地，图2所示，电源装置4包括电源连接线41、供电线42和电源变压器43。电源连接线41的一端连接船舶电力系统，另一端连接着电源变压器43上的供电接线端子，用以将船舶电力系统的电能输送到电源变压器43中。电源变压器43是一种利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，用作将来自船舶电力系统的交流高压电转化为交流低压电。供电线42的一端连接着电源变压器43的输出端子，另一端连接着数据存储装置2的接电端子，用以将经电源变压器43转换过的电能输送到数据存储装置2中。本实施例中，电源变压器43的型号为12V2A-25W。

如图3所示，数据采集装置1包括信号采集器11、信号采集器供电线12和信号发送线13。信号采集器11一般是基于电磁、光感、应变或震动的电气元器件，安装在所要读取运行状态数据的设备电力、控制或本体上，利用各类元器件本身的信号采集原理，获取设备的运行状态数据信号。信号采集器供电线12的一端连接着信号采集器11的供电接线端子，另一端连接在数据存储装置2的分电模块的供电端子上，用于从数据存储装置2向信号采集器11供电。信号发送线13的一端连接着信号采集器11的信号发送端子上，另一端连接在数据存储装置2的信号接收端子上，用于将来自于信号采集器11的运行状态数据信号传送到数据存储装置2。信号采集器11的型号为AC0-5A。

数据存储装置2包括：分压电路、模数转换器、电路板、分电模块和存储模块。

由于从数据采集装置1向数据存储装置2发送过来的信号是0-5V的模拟信号，而模数转换器(简称ADC)最大只能接受3.3V电压，故将模拟信号通过分压电路进行分压后输入模数转换器。分压电路采用了两支47K的电阻R，将电压进行分压后，将模拟信号输送到模数转换器进行处理，如图4所示。

模数转换器将分压后的运行状态数据信号转换成数字信号的运行状态数据信号。

分电模块安置在电路板上，将来自电源装置4的交流电转换为直流电，分别供给数据采集装置1、数据存储装置2和数据发送装置3。存储模块安置在电路板上，将来自模数转换器的数字信号进行存储和发送。

数据存储装置2还包括盒体，如图5、6所示，盒体包括基座21、上边板22和左边板23。基座21的左侧面开口，其余三侧面合围。上边板22安装在基座21的顶面。左边板23安装在基座21的左侧面。基座21合围的三侧面上开有散热孔，基座21相对的两侧边设置有两个挂钩24，可以将本装置固定在电源箱内。基座21的内部设有三个用于定位电路板的正方形垫片25，实际使用过程中，可以起到减震的作用。在基座21的周围，设有三排卡槽，安装上边板22和左边板23时通过卡槽引导安装。在上边板卡槽的尾端，有两个对称的半圆形凹槽，这个设计的好处是上边板插入后起到固定作用，不会脱落。

为提高效率和功能性，数据存储装置2中设置有核心开发板，该核心开发板上集成CPU内核、存储模块、电源管理器和模数转换器。电路板的作用是放置并焊接分电模块、核心开发板、数据发送装置3和相关电气元器件，并将其通过线路板上的引线实现上述装置的电路彼此连接的载体。本实施例中，核心开发板的型号为STM32。

分电模块由电源处理电路和输送电路组成。电源处理电路的作用是将来自于电源装置4的低压交流电进行整流，滤波，稳压处理，转换成直流低压电，向信号采集装置1供电。此外，电源处理电路再将直流低压电进一步降压，向数据发送装置3、数据存储装置2供电。如下图7所示，电源处理电路包括：由4个二极管D构成的整流电路26、由电容C构成的滤波电路27、以及由电容C、电阻R构成的稳压电路28。

电源输送电路就是将来自于电源处理电路的电能向各用电装置或电气元器件输电的电路，印刷在电路板上，根据实际情况布置。本装置所用电路板为PCB双层电路板，分双层印刷的目的是方便各元器件之间的走线。

核心开发板的作用将分压后的模拟信号转换为数字信号，在接收到来自数据发送装置3的数据请求时，向数据发送模块3发送储存在存储模块内的数据。

数据存储装置2还设置有状态指示模块，由四个LED灯和相应电路组成。四个LED灯分别指示电源、自检、运行、故障这四种工作状态。其中电源指示灯在数据存储模块2上电后由分电模块供电，其余三个指示灯由核心开发板供电。当核心开发板供电上电后执行自检程序，同时自检灯亮起。自检完成后若核心开发板无故障，则由植入核心开发板内的控制程序切断向自检灯的供电，即自检灯熄灭。同时接通向运行灯的供电，即运行灯亮起。若自检后有故障则切断向自检灯的供电，即自检灯熄灭；同时接通向故障灯的供电，即故障灯亮起。

数据发送装置3包括：NFC天线、信号连接线和NFC通讯模组。NFC通讯模组通过信号连接线连接NFC天线，并将来自数据存储装置2的运行状态数据信号通过NFC天线传递给移动终端5。本实施例中，NFC通讯模组的型号为SMC532。

NFC天线是以射频识别技术为基础，采用变压器共耦匹配做通信的硬件处理方案。其作用是，一方面可以接收来自移动终端5的数据传输请求信号，另一方面可以将来自于NFC通讯模组的数据向移动终端5发送数据。

NFC通讯模组是集成了微控制单元、射频芯片等组成的开发板，通过在微控制单元内编译程序，可以在接收到来自NFC天线传来的数据传输请求时，由微控制单元向数据处理装置的处理单元发送数据传输请求，并将接收到的数据经射频芯片处理传输给NFC天线。

以上实施例仅供说明本实用新型之用，而非对本实用新型的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本实用新型的范畴，应由各权利要求所限定。