Windows Embedded之航運自動化
圖1船舶業
隨著信息流的快速發展,許多船舶在建造的時候采用了自動化設備和嵌入式技術,使得船舶自動化系統在自動化、網絡化和智能化方面取得了大幅度的提高。
嵌入式系統是集軟、硬件于一體的可獨立工作的“器件”,硬件部分包括處理器/微處理器、存儲器及外設器件和I/O端口、圖形控制器、通信模塊等。嵌入式在船舶航運上的應用是非常廣泛的。
例如:船舶機艙自動化的嵌入式系統,采用Windows CE編寫。一般可以分為船舶電站嵌入式監控系統和空調嵌入式控制器兩個部分。
船舶電站嵌入式監控系統按結構劃分為管理層、控制層和設備層。
◆管理層,實現對電站的集中控制和管理;
◆控制層,采用高可靠性的嵌入式控制主機,具有數據采集和發電機組的控制功能;
◆設備層,控制器位于機旁,就近對機組的運行參數進行檢測及報警。
圖2自動化的嵌入式系統
管理層與控制層之間通過工業以太網連接,控制層與設備層之間通過CAN總線連接,各層之間可以進行各種數據的交換,最終形成高度自動化、網絡化和智能化的新型船舶電站監控系統。
空調嵌入式控制器的功能主要有:空調設備遠程控制、能量預測和平衡控制、在線設備維護和遠程設備狀態和故障顯示。采用Windows CE可以實現其所有功能。
◆空調設備遠程控制功能:通過鍵盤或觸摸屏操作和以太網通信遠程起/停設備。
◆能量預測和平衡控制功能:可根據一段時間區域內空氣處理器的進、出風溫濕度和風量參數,預估未來一定時段內艙室熱負荷變化趨勢;輸出新的設定值,調整冷水機組的運行情況,使系統輸出的制冷量和實時負荷平衡。
◆在線設備維護功能:根據設備的實時數據,判斷設備的運行狀態,并根據預定的程序給予***調整。
◆遠程設備狀態和故障顯示功能:可以實時監測設備運行狀態和故障情況。
圖3軟件系統結構
當然,航行比不可少的還有安全性。Windows Embedded可以帶給航行所必需的安全保障。
以GPS和電子海圖為技術核心,為航海用戶提供安全航行所必需的海圖、航路等信息的船舶導航系統目前正在全世界得到廣泛應用,大大提高了船舶導航技術與船舶航行的安全性。
圖4安全監控
選擇了Windows Embedded的好處是:
◆系統功能豐富,響應速度快,人機交互界面友好;
◆具有相應的源碼開放、易移植、模塊化、資源豐富;
◆電子海圖使用海司航保部的符合國家軍用標準的矢量海圖,預先對電子海圖數據進行預處理,刪除冗余,建立索引;
◆船舶導航系統使用有可靠安全保障;
◆以嵌入式技術為基礎,通過嵌入式控制主機、人機交互界面等技術的研究,構建監控演示系統,最終實現船舶電站系統的網絡化。
◆具有高速可靠的數據處理能力,實時和多任務的軟件平臺;
◆配有人性化的人機接口,直接掛在工業以太網絡上,可以對現場設備的狀態及參數進行在線監測和報警處理;
◆實現近程及遠程的數據在線監測,還可提供HTTP等多種服務,從而達到全程數據監控的無縫集成;
◆操作界面及操作語言為中文,具有快速的數據更新與操作功能;
◆系統硬件及接口的規范、多種網絡通信接口協議,狀態監控、故障子診斷等。
Windows Embedded開發周期短,有較強的通用性,適合船舶所有設備的現場控制要求,對不同的設備只要設置好相關參數,就可以實現現場控制,為船只出航提供了保障。
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