内河船舶嵌入式网关系统设计

齐英凯，何润添，初秀民，徐海潮

(1.武汉理工大学交通学院，湖北武汉 430063;2.武汉理工大学智能交通系统研究中心，湖北武汉 430063)

近年来，国家对内河航运高度重视，大力发展内河智能航运的技术。其中，在航船舶与货物状态感知与集成是内河智能航运的重要基础。尽管我国内河营运船舶正在朝着标准化和高速化迈进，然而老旧船舶、中小船舶所占比重依然偏高，存在诸多安全隐患，为船舶运行与货物状态信息的集成带来了挑战。加之船舶运行与货物信息具有多态异构的特点，包括船舶航行信息:船位、航速、航向、艏向、风速、风向、回声测深等20余种数据。机舱设备状态信息:主机系统、燃油系统、滑油系统、冷却水系统、排气系统、空气系统、锅炉系统和辅机系统等8大类400多个数据。货物状态信息包括:货物温度、湿度、压力、进水等信息。如何在现有内河船舶上实现上述信息的集成、构建船舶信息网络是内河智能航运面临的亟需解决的问题。

目前船舶机舱设备应用较多的现场总线为CAN总线。CAN协议通信网络是一种由CAN控制器组成的高性能串行数据通信网络，是当前国际上应用最为广泛的现场总线之一。以太网则是当前互联网时代信息交互平台的传输媒体，也是TCP/IP使用最普遍的物理网络。随着航运管理与船舶自动化及信息化的发展，以太网越来越多地应用于船舶信息交互现场，将船舶驾驶、机舱控制、货物状态等信息在局域网甚至广域网进行数据共享，从而可实现通过WEB方式浏览甚至远程访问船舶设备运行状态数据库及远程控制，以确保船舶设备的各子系统能够协调、安全、可靠、长时间地运行。……