船舶数据采集与数据模块解决方案

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。