[发明专利]一种船舶运动参数与风浪流数据同步采集方法

说明书

本发明公开了一种船舶运动参数与风浪流数据同步采集方法，包括以下步骤：在每个待测量设备或传感器安装处均配置一个数据采集模块；由数据采集模块采集测量数据，由授时与数据解析单元获取授时数据，并整合测量数据形成完整的时戳测量数据，将该时戳测量数据发送至数据传输模块；数据传输模块将时戳测量数据发送至路由器，进而传输至服务器，由服务器获取多个待测量设备或传感器的同步测量数据。本发明的同步采集方法采用卫星授时结合本地授时同步单元，可满足无法获取卫星信号的气候条件下数据采集工作的准确同步授时，从而实现全天候数据同步采集。

技术领域

本发明涉及信号采集传输领域，具体而言，特别涉及一种船舶运动参数与风浪流数据同步采集方法。

背景技术

随着海洋开发的深入，船舶海上作业活动越来越频繁。船舶在海上航行及施工作业受到海洋环境的影响，导致临时变更施工窗口期的情况频繁发生，施工作业难度增加、工期延长，甚至影响作业效果。这使得航行或施工工程中船舶运动参数及风浪流等环境变量的测量显得尤为重要。同时现代仿真技术的发展也使海上施工作业及船舶驾控仿真更具有现实意义，那么数据支持就显得极为重要，这对船舶运动参数与风浪流等环境变量测量数据的同步采集提出更高的要求，船舶运动参数及环境参数测量属于一种分布式测量，各测量装置或传感器处于相对比较分散的空间位置，数据采集系统的同步授时及信号采集与传输难度较大。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。有鉴于此，本发明需要提供一种采用卫星授时结合本地授时同步单元，满足无法获取卫星信号的气候条件下数据采集工作的准确同步授时，实现全天候数据同步采集的船舶运动参数与风浪流数据同步采集方法。

本发明提供一种船舶运动参数与风浪流数据同步采集方法，包括以下步骤：

S1、在每个待测量设备或传感器安装处均配置一个本地授时及多接口数据采集传输装置，其中所述本地授时及多接口数据采集传输装置包括授时与数据解析单元、数据采集模块和数据传输模块，即所述数据采集模块配置在测量设备或传感器安装处；

S2、所述数据采集模块用于采集测量数据，由所述授时与数据解析单元获取授时数据，并整合所述测量数据形成完整的时戳测量数据，然后将该时戳测量数据发送至所述数据传输模块；

S3、所述数据传输模块将所述时戳测量数据发送至路由器，进而传输至服务器，由所述服务器获取多个待测量设备或传感器的同步测量数据。

根据本发明的一个实施例，所述授时与数据解析单元包括微处理器、卫星接收模块和FPGA功能模块，所述微处理器上具备串口和模拟量接口，所述卫星接收模块通过串口输出UTC时间和PPS脉冲信号，所述FPGA功能模块用于接收PPS脉冲信号并转化为基准秒脉冲信号传输至所述微处理器，所述FPGA功能模块由恒温晶振提供采样脉冲。

根据本发明的一个实施例，所述FPGA功能模块包括秒周期计算模块、秒周期存储模块、卫星信号检测模块和秒脉冲生产模块，所述秒周期计算模块分别与所述秒周期存储模块和所述秒脉冲生产模块电连接，所述秒周期存储模块与所述卫星信号检测模块电连接，所述卫星信号检测模块与所述秒脉冲生产模块电连接，所述秒脉冲生产模块与所述微处理器电连接。

根据本发明的一个实施例，所述微处理器为意法半导体的STM32F103C8T6。

根据本发明的一个实施例，所述秒周期计算模块利用所述恒温晶振的频率对所述卫星接收模块的PPS信号连续10个周期进行计数，计算PPS的秒周期数值，并存入所述秒周期存储模块，该秒周期数值与PPS信号的下一周期计数值相加求平均值，并与所述秒周期存储模块内数据进行比较，若差值在允许范围内，发送秒周期数值至所述秒脉冲生成模块，所述卫星信号检测模块对PPS信号每个周期做计数，并与所述秒周期存储模块内的秒周期数据进行比较，若该差值超出允许范围，则将所述秒周期存储模块数据发送给所述秒脉冲生成模块，依次作为秒脉冲生成基准，所述秒脉冲生成模块发送基准秒脉冲至所述微处理器作为计时基准脉冲。