[發明專利]一種服務于智能機艙的邊緣計算系統

有效

• 申請號: 202011063904.0
• 申請日: 2020-09-30
• 公開（公告）號: CN112187942B
• 公開（公告）日: 2022-01-11
• 發明（設計）人: 陳智君
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: H04L67/125
• 分類號: H04L67/125;H04L67/025;H04L67/06;H04L67/10;G06N3/00;G06N3/04;G06N3/08;G16Y40/30
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 崔友明

本發明公開了一種服務于智能機艙的邊緣計算系統，包括：智能機艙設備，包括多種機艙內的設備；硬件監測單元，包括基礎模塊、振動分析模塊、缸壓分析模塊；用于對智能機艙設備進行監測，每個智能機艙設備通過這三種功能模塊的組合來完成數據的分析處理后，將數據發送給智能網關單元；智能網關單元，用于對智能機艙設備相關數據進行數據清洗、數據選樣、數據變換、數據歸約后將有效信息上傳至云平臺；云平臺，用于進行有效信息的交互，并通過云平臺對智能機艙設備進行遠程控制。本發明通過引入邊緣計算，實現了機艙設備當地診斷、互聯互通，又降低了機艙邊緣設備與云端數據交互的負荷，能自適應選擇網絡與云端進行數據交互。

技術領域

本發明涉及智能化船舶技術領域，尤其涉及一種服務于智能機艙的邊緣計算系統。

背景技術

智能化是船舶未來發展的重要方向，智能機艙是智能船舶的六大智能系統之一，是實現船舶智能化的重要體現。智能機艙應具有如下基本功能：

(1)對機艙內主推進相關的設備與系統運行狀態進行監測；

(2)基于狀態監測數據，對設備與系統的運行狀態、健康狀況進行分析和評估；

(3)根據分析與評估結果，提出合理建議，為設備與系統的使用、操作和控制、檢修、管理等方面的決策提供支持；

(4)主推進裝置應能由駕駛室控制站遠程控制，機器處所包括機艙集控站(室)周期無人值班；

(5)無人值班周期內，機艙內的設備及系統應能連續正常運行。

要實現以上基本功能，需要使用自動化控制技術、計算機監測技術、動力系統故障診斷及預測技術并結合基于云平臺的物聯網及大數據挖掘技術來完成。

在傳統基于云平臺的物聯網技術中，當傳感器采集的數據量非常龐大時，會給回傳鏈路，特別是無線回傳鏈路帶來巨大的容量和時延壓力；基于云計算進行大數據挖掘會產生較大的延時，導致在延時敏感場景中無法實現及時控制和診斷；云計算在數據回傳和集中存儲處理中存在信息安全隱患，對內容敏感數據并不合適；至云端的回傳距離長，且船舶為水路工具，容易出現鏈路不可靠、數據丟失、維護成本高等問題。

針對船舶移動、網絡不穩定和監測設備種類多等特點，將云計算模型擴展到物聯網的邊緣網絡來增強以云為中心的物聯網，其中網絡中間節點參與信息處理和決策，以提高安全性、認知、敏捷性、延遲性能和效率。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于針對現有技術中的缺陷，提供一種服務于智能機艙的邊緣計算系統。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

本發明提供一種服務于智能機艙的邊緣計算系統，該系統包括：

智能機艙設備，包括多種機艙內的設備，將這些設備作為監測對象；

硬件監測單元，包括三種功能模塊：基礎模塊、振動分析模塊、缸壓分析模塊；硬件監測單元用于對智能機艙設備進行監測，每個智能機艙設備配備至少一種，至多三種的功能模塊；每個智能機艙設備通過這三種功能模塊的組合來完成數據的分析處理后，將數據發送給智能網關單元；

智能網關單元，用于對接收到的智能機艙設備相關數據進行數據清洗、數據選樣、數據變換、數據歸約后將有效信息上傳至云平臺；

云平臺，用于進行有效信息的交互，并通過云平臺對智能機艙設備進行遠程控制，以及控制或診斷算法的在線升級。

進一步地，本發明的所述智能機艙設備包括：主機、發電機組、泵浦、壓縮機組、氣油管路、推進軸系、軸承、齒輪箱。

進一步地，本發明的所述硬件監測單元中的三種功能模塊具體為：