标准化信息处理单元原理样机初步方案:
1)系统组成
标准化信息处理单元原理样机包含硬件部分和软件部分。
硬件部分包括集成电路板、电源模块、主控模块、采集模块、信息处理模块、通讯模块、I/O模块等。
软件部分包括协议统一标准化模块、设备互联互通模块、协同控制策略模型库等,软件模块部署于主控模块中。
2)交付形式
标准化信息处理单元原理样机形态为终端边缘采集控制盒,部署于船舶设备边缘端。
3)主要功能
标准化信息处理单元原理样机主要功能包括数据采集、协议转换、信息处理、协同控制策略配置。相比于1.0对接AMS、通导系统为主的数据获取方式,标准化信息处理单元具有数据采集、协议转换、信息处理、协同控制策略配置等功能,在数据采集阶段即实现数据标准化,可满足实时性要求高的场景下(如紧急避碰)数据边缘处理需求,实现AMS系统的部分国产替代。
- 数据采集
船舶设备数据既有数字信号又有模拟信号,标准化信息处理单元原理样机需支持数字信号和模拟信号采集,考虑到上层应用对不同数据的频次不同,设计了通用IO模块和高速采集模块,通用IO模块采集速率≥75次/秒,高速采集模块采样频率≥51.2k/每通道每秒,可以满足智能能效、自主航行等智能应用需求。标准化信息处理单元原理样机数据采集时延需不超过100ms。
②协议转换
船舶设备种类多样,标准化信息处理单元原理样机需支持通导设备、主机及辅助系统、发电机组、舵设备等船舶设备接入,支持上述船舶设备涉及的TCP/IP、UDP、Modbus、RS485、RS232、RS422的解析和统一转换。
③信息处理
标准化信息处理单元原理样机具有边缘端信息处理能力,对计算的实时性要求较高,需支持数据的本地化分析、判断、处理,信息处理模块数据处理能力≥1000个数据点/秒。
④协同控制策略配置
支持协同控制策略模型化封装和优化升级,包含输入接口和输出接口,输入接口接收不同层级的状态信息,输出接口给出协同控制策略。
4)接口形式
主要接口包括:
串口接口(Modbus协议);
RS485、RS232、RS422接口;
网络接口(TCP/IP、UDP协议);
模拟量接口(AI/AO);
数字量接口(DI/DO,自定义私有协议)。
5)验证方式
标准化信息处理单元原理样机采用陆上测试和第三方测试方式验收。
船基标准化信息处理单元原理样机技术指标:
1)信息处理模块数据处理能力≥1000个数据点/秒;
2)通用IO模块采集精度≤0.5%,采集速率≥75次/秒;
3)高速采集模块精度≤1%(24位),采样频率≥51.2k/每通道每秒;
4)支持TCP/IP、UDP、Modbus、RS485、RS232、RS422等船舶主流接口协议接入,具备不少于8路通信,并支持扩展;
5)经船级社检验认可,取得CCS产品证书。