[发明专利]一种基于国产平台的船用异构数据采集系统及方法

说明书

本发明涉及一种基于国产平台的船用异构数据采集系统及方法，通过采用国产芯片的数据采集层、数据传输层、数据处理层和数据存储层构成了采集系统，采用了DeltaOS系统作为软件的操作系统，将软件应用层分为主机系统软件、报警显示软件、内存储器软件、外存储器软件、以太网采集软件、声音采集软件、图像视频采集软件、串口数据采集软件和电源控制软件，本发明软硬件均实现了100％国产化，主机采用基于龙芯处理器和嵌入式道系统的平台，通过松散耦合式的配置管理和混合数据采集模型，实现了对异构数据的混合调度采集和数据处理，并对处理过的数据进行备份存储。系统还基于龙芯平台的QT图形开发框架开发了运行显示功能，能够对系统运行状态、采集状态和存储情况进行实时监控。

技术领域

本发明属于计算机通信技术领域，尤其是一种基于国产平台的船用异构数据采集系统及方法。

背景技术

船用采集系统采集的数据量大、数据重要程度高，关系到舰船整体的网络安全。而传统的船用采集系统一般采用基于Intel或AMD芯片的硬件平台以及基于Windows或vxworks的软件平台，这些给维护舰船网络安全带来了很大的挑战。自主可控是保障网络安全、信息安全的前提，因此亟需研制基于国产软硬件平台的船用采集系统，

随着电子技术的高速发展，船舰内部系统构成日益复杂，航行过程产生的数据呈现多源化、异构化的趋势。因此，设计一种嵌入式船用多源异构采集系统，用以采集航行过程中产生的工控设备数据、网络数据、串口数据、声音数据、图像数据及视频数据等结构化和非结构化的数据，为后续数据分析及舰船航行建模提供数据基础。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，满足舰船领域自主可控的需求，提出一种基于国产平台的船用异构数据采集系统及方法，实现了基于100％国产化的软硬件平台，采集船舶航行过程中产生的多源的结构化和非结构化的航行数据，并采用冗余备份的方式将数据进行存储。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种基于国产平台的船用异构数据采集系统，包括数据采集层、数据传输层、数据处理层和数据存储层，其中数据采集层、数据传输层、数据处理层和数据存储层依次串行连接，数据采集层用于外部以太网数据、视频数据。图像数据、声音数据和串口数据，数据传输层用于传输数据，数据处理层用于对传输的数据进行处理，数据存储层用于对处理后的数据进行备份存储。

而且，所述数据采集层包括网络采集模块、串/CAN采集模块、声音采集模块、图像采集模块和视频采集模块，其中，网络采集模块采用FMQL45T900，用于完成2路相互独立通道的外部以太网向内部以太网的转换；

串/CAN采集模块采用GD32F450，用于完成4路外部串口数据的采集，经过物理隔离，将其转换为相对应的符合内部通讯要求的CAN数据，并通过内部数据CAN总线发送到CAN通信模块，同时通过内部状态CAN总线将模块状态信息发送到CAN通信模块；

声音采集模块采用JF072SZ，用于外部拾音器音频数据及VHF音频数据的采集和压缩；

图像采集模块和视频采集模块采用视频编码器HI3531AV100和网络控制器YT8511H。

而且，所述数据传输层包括网络交换模块和CAN通信模块，其中网络交换模块采用国产交换芯片，为系统提供1000M/S的网络交换环境，CAN通信模块采用国产PCI桥芯片将CPCI总线扩展为LocalBus，再通过LocalBus扩展四路CAN控制器，用于实现四路CAN接口。

而且，所述数据处理层包括主控模块和报警显示模块，其中主控模块采用3A3000，报警显示模块通过VGA与主控模块连接，用于显示系统运行状态；通过串口与主机单元通讯，配合定制键盘完成显示内容切换、亮度调节和蜂鸣器报警功能。

而且，所述数据存储层包括内存储器和外存储器。