本發(fā)明涉及船舶技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及船舶運(yùn)動(dòng)姿態(tài)數(shù)據(jù)采集裝置及傳輸方法。

背景技術(shù)：

近幾十年，隨著科學(xué)技術(shù)與船舶工業(yè)的迅猛發(fā)展，船載系統(tǒng)的功能日漸豐富，其智能化水平顯著提升，這加深了其對(duì)船舶信息網(wǎng)絡(luò)的依賴程度。因此船用信息網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的穩(wěn)定性與安全性成為了船舶自動(dòng)化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化的主要指標(biāo)之一，也使得船舶信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研發(fā)引起了船舶工程界的重視。船舶細(xì)膩些網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成化、系統(tǒng)化使得全船信息數(shù)據(jù)的采集與共享成為可能。其中船舶運(yùn)動(dòng)姿態(tài)信息的傳感器數(shù)據(jù)被廣泛應(yīng)用于船舶運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)等多個(gè)艦載系統(tǒng)，其數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性、傳輸可靠性就顯得尤為重要。因而設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)一款能準(zhǔn)確、高效的進(jìn)行船舶運(yùn)動(dòng)姿態(tài)數(shù)據(jù)采集并實(shí)時(shí)傳輸采集終端技術(shù)成為當(dāng)前船舶信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中亟待解決的問題之一。

因此，現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷是，對(duì)于船舶運(yùn)動(dòng)姿態(tài)數(shù)據(jù)采集及傳輸?shù)臏?zhǔn)確性低，導(dǎo)致對(duì)船舶運(yùn)動(dòng)姿態(tài)的分析結(jié)果不準(zhǔn)確，不可靠。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種船舶運(yùn)動(dòng)姿態(tài)數(shù)據(jù)采集裝置及傳輸方法，采用了多個(gè)加速度傳感器及多自由度傳感器完成對(duì)船舶運(yùn)動(dòng)姿態(tài)的準(zhǔn)確采集、分析和處理，并將數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)酱靶畔⒕W(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，使終端對(duì)于船舶運(yùn)動(dòng)姿態(tài)的分析更準(zhǔn)確、可靠。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是：

本發(fā)明提供一種船舶運(yùn)動(dòng)姿態(tài)數(shù)據(jù)采集裝置，包括：數(shù)據(jù)處理模塊、電源模塊、傳感器模塊和存儲(chǔ)模塊；

所述傳感器模塊包括多個(gè)加速度傳感器和多個(gè)自由度傳感器；

所述傳感器模塊、電源模塊和存儲(chǔ)模塊分別與所述數(shù)據(jù)處理模塊連接；

所述數(shù)據(jù)處理模塊通過通信接口模塊連接至船舶信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

本發(fā)明的船舶運(yùn)動(dòng)姿態(tài)數(shù)據(jù)采集裝置，其技術(shù)方案為：數(shù)據(jù)處理模塊、電源模塊、傳感器模塊和存儲(chǔ)模塊組成船舶運(yùn)動(dòng)姿態(tài)數(shù)據(jù)采集裝置，其中，所述傳感器模塊包括多個(gè)加速度傳感器和多個(gè)自由度傳感器；所述傳感器模塊、電源模塊和存儲(chǔ)模塊分別與所述數(shù)據(jù)處理模塊連接；所述數(shù)據(jù)處理模塊通過通信接口模塊連接至船舶信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。將多個(gè)加速度傳感器和多個(gè)自由度傳感器采集到的船舶運(yùn)動(dòng)姿態(tài)數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)處理模塊進(jìn)行處理分析，最后傳輸船舶信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

本發(fā)明的船舶運(yùn)動(dòng)姿態(tài)數(shù)據(jù)采集裝置，采用了多個(gè)加速度傳感器及多自由度傳感器完成對(duì)船舶運(yùn)動(dòng)姿態(tài)的準(zhǔn)確采集、分析和處理，并將數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)酱靶畔⒕W(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，使終端對(duì)于船舶運(yùn)動(dòng)姿態(tài)的分析更準(zhǔn)確、可靠。

進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)處理模塊中采用tms320f2808數(shù)據(jù)處理器。

該處理器具備多路模擬/數(shù)字信號(hào)接口，因而適用于多傳感器終端的設(shè)計(jì)，與此同時(shí)，該處理器所具備的高速運(yùn)算能力已能滿足終端對(duì)多傳感器數(shù)據(jù)分析、處理的要求，并實(shí)現(xiàn)了終端集中化、智能化及數(shù)字化的設(shè)計(jì)要求。

進(jìn)一步地，所述多個(gè)加速度傳感器為mma7260三軸加速度傳感器。

mma7260能在xyz三個(gè)軸向上以極高的靈敏度讀取低重力水平的墜落、傾斜、移動(dòng)、放置、震動(dòng)和搖擺，具有高的靈敏度，mma7260的可選靈敏度允許您在1.5g、2g、4g和6g的不同范圍內(nèi)進(jìn)行設(shè)計(jì)，它的3μa睡眠模式、500μa低運(yùn)行電流、1.0ms的快速啟動(dòng)響應(yīng)時(shí)間及6mm×6mm×1.45qfn的小巧包裝等其它特性更使圍繞mma7260的設(shè)計(jì)活動(dòng)輕松方便、經(jīng)濟(jì)高效。它的封裝尺寸很小，只需較小的板卡空間，另外還提供快速啟動(dòng)和休眠模式，這些特性使mma7260成為采用電池供電的電子產(chǎn)品的理想之選，包括pad、手機(jī)、3d游戲和數(shù)碼相機(jī)等。

因此，本發(fā)明中選擇mma7260三軸加速度傳感器進(jìn)行船舶運(yùn)動(dòng)姿態(tài)數(shù)據(jù)的采集，且多個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)融合，能使終端對(duì)于船舶運(yùn)動(dòng)姿態(tài)的分析更加準(zhǔn)確、可靠。

進(jìn)一步地，所述多個(gè)自由度傳感器為adis16407十自由度姿態(tài)傳感器。

姿態(tài)傳感器(e.t-ahrs)是基于mems技術(shù)的高性能三維運(yùn)動(dòng)姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)。它包含三軸陀螺儀、三軸加速度計(jì)(即imu)，三軸電子羅盤等輔助運(yùn)動(dòng)傳感器，通過內(nèi)嵌的低功耗arm處理器輸出校準(zhǔn)過的角速度，加速度，磁數(shù)據(jù)等，通過基于四元數(shù)的傳感器數(shù)據(jù)算法進(jìn)行運(yùn)動(dòng)姿態(tài)測(cè)量，實(shí)時(shí)輸出以四元數(shù)、歐拉角等表示的零漂移三維姿態(tài)數(shù)據(jù)。通過adis16407十自由度姿態(tài)傳感器采集到的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)數(shù)據(jù)更全面，使之對(duì)被測(cè)物體的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)分析更準(zhǔn)確。

因此，本發(fā)明中選擇adis16407十自由度姿態(tài)傳感器進(jìn)行船舶運(yùn)動(dòng)姿態(tài)數(shù)據(jù)的采集，且多個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)融合，能使終端對(duì)于船舶運(yùn)動(dòng)姿態(tài)的分析更加準(zhǔn)確、可靠。

進(jìn)一步地，所述通信接口模塊采用can總線通信方式。

can具有高性能和可靠性的特點(diǎn)，并被廣泛應(yīng)用。can總線為分布式控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)各節(jié)點(diǎn)之間實(shí)時(shí)、可靠的數(shù)據(jù)通信提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持，因此，船舶運(yùn)動(dòng)姿態(tài)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)化采集終端采用can總線通信方式數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)酱靶畔⒕W(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，可保證網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)通信實(shí)時(shí)性。

進(jìn)一步地，所述電源模塊的電路包括供電單元、降壓芯片、電壓調(diào)節(jié)器和低壓差穩(wěn)壓器；

所述供電單元與所述降壓芯片的輸入端連接，所述降壓芯片的輸出端通過一電感與所述電壓調(diào)節(jié)器的輸入端連接；

所述電壓調(diào)節(jié)器的輸出端電壓為vcc，所述電壓調(diào)節(jié)器的輸出端電壓通過一電阻連接至所述電壓調(diào)節(jié)器的檢測(cè)管腳；

所述降壓芯片的輸出端與所述低壓差穩(wěn)壓器的輸入端連接。

進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)處理模塊的電路包括數(shù)據(jù)處理器、電壓基準(zhǔn)源芯片、按鍵和jtag接口；

所述數(shù)據(jù)處理器與所述電壓調(diào)節(jié)器的輸出端連接，所述數(shù)據(jù)處理器與所述低壓差穩(wěn)壓器的輸出端連接；

所述按鍵一端連接所述數(shù)據(jù)處理器，另一端接地；

所述jtag接口一端連接所述數(shù)據(jù)處理器，另一端接所述vcc；

所述電壓基準(zhǔn)源芯片的第一管腳連接所述數(shù)據(jù)處理器，所述電壓基準(zhǔn)源芯片的第二管腳連接所述vcc，所述電壓基準(zhǔn)源芯片的第三管腳通過一電容接地，所述電壓基準(zhǔn)源芯片的輸出電壓為vref。

進(jìn)一步地，所述傳感器模塊的電路包括多個(gè)加速度傳感器和多個(gè)自由度傳感器；

所述多個(gè)加速度傳感器連接至所述數(shù)據(jù)處理器，所述多個(gè)自由度傳感器連接至所述數(shù)據(jù)處理器；

所述多個(gè)加速度傳感器的輸入端連接所述vcc，所述多個(gè)加速度傳感器的輸出端接地；

所述多個(gè)自由度傳感器的輸入端連接所述降壓芯片的輸出端，所述多個(gè)自由度傳感器的輸出端接地。

進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)處理模塊的電路還包括第一降噪電路和第二降噪電路；

所述第一降噪電路的一端連接所述vcc，所述第一降噪電路的另一端接地；

所述第二降噪電路的一端連接所述低壓差穩(wěn)壓器的輸出端，所述第二降噪電路的另一端接地。

本發(fā)明提供一種船舶運(yùn)動(dòng)姿態(tài)數(shù)據(jù)的傳輸方法，包括：

步驟s1，獲取通過多個(gè)加速度傳感器和多個(gè)自由度傳感器采集到的數(shù)據(jù)；

步驟s2，對(duì)所述采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)融合處理，得到當(dāng)前船舶運(yùn)動(dòng)姿態(tài)信息；

步驟s3，獲得數(shù)據(jù)傳輸通信權(quán)限指令請(qǐng)求；

步驟s4，根據(jù)所述數(shù)據(jù)傳輸通信權(quán)限指令，將所述當(dāng)前船舶運(yùn)動(dòng)姿態(tài)信息傳送至船舶信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

本發(fā)明提供的船舶運(yùn)動(dòng)姿態(tài)數(shù)據(jù)的傳輸方法，其技術(shù)方案為：獲取通過所述多個(gè)加速度傳感器和多個(gè)自由度傳感器采集到的數(shù)據(jù)；對(duì)所述采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)融合處理，得到當(dāng)前船舶運(yùn)動(dòng)姿態(tài)信息；獲得數(shù)據(jù)傳輸通信權(quán)限指令請(qǐng)求；根據(jù)所述數(shù)據(jù)傳輸通信權(quán)限指令，將所述當(dāng)前船舶運(yùn)動(dòng)姿態(tài)信息傳送至船舶信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

本發(fā)明提供的船舶運(yùn)動(dòng)姿態(tài)數(shù)據(jù)的傳輸方法，采用了多個(gè)加速度傳感器及多自由度傳感器完成對(duì)船舶運(yùn)動(dòng)姿態(tài)的準(zhǔn)確采集、分析和處理，并將數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)酱靶畔⒕W(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，使終端對(duì)于船舶運(yùn)動(dòng)姿態(tài)的分析更準(zhǔn)確、可靠。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹。

圖1示出了本發(fā)明所提供的一種船舶運(yùn)動(dòng)姿態(tài)數(shù)據(jù)采集裝置的示意圖；

圖2示出了本發(fā)明所提供的一種船舶運(yùn)動(dòng)姿態(tài)數(shù)據(jù)采集裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3示出了本發(fā)明所提供的一種船舶運(yùn)動(dòng)姿態(tài)數(shù)據(jù)采集裝置的電源模塊電路原理圖；

圖4示出了本發(fā)明所提供的一種船舶運(yùn)動(dòng)姿態(tài)數(shù)據(jù)采集裝置的數(shù)據(jù)處理模塊電路原理圖；

圖5示出了本發(fā)明提供所提供的一種船舶運(yùn)動(dòng)姿態(tài)數(shù)據(jù)采集裝置的船舶信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；

圖6示出了本發(fā)明提供所提供的一種船舶運(yùn)動(dòng)姿態(tài)數(shù)據(jù)的傳輸方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，因此只是作為示例，而不能以此來限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。

實(shí)施例一

圖1示出了本發(fā)明第一實(shí)施例所提供的一種船舶運(yùn)動(dòng)姿態(tài)數(shù)據(jù)采集裝置的示意圖；如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例一提供的一種船舶運(yùn)動(dòng)姿態(tài)數(shù)據(jù)采集裝置，包括：

數(shù)據(jù)處理模塊1、電源模塊2、傳感器模塊3和存儲(chǔ)模塊4；

傳感器模塊3包括多個(gè)加速度傳感器和多個(gè)自由度傳感器；

傳感器模塊3、電源模塊2和存儲(chǔ)模塊4分別與數(shù)據(jù)處理模塊1連接；

數(shù)據(jù)處理模塊1通過通信接口模塊5連接至船舶信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

本發(fā)明的船舶運(yùn)動(dòng)姿態(tài)數(shù)據(jù)采集裝置，其技術(shù)方案為：數(shù)據(jù)處理模塊1、電源模塊2、傳感器模塊3和存儲(chǔ)模塊4組成船舶運(yùn)動(dòng)姿態(tài)數(shù)據(jù)采集裝置，其中，傳感器模塊3包括多個(gè)加速度傳感器和多個(gè)自由度傳感器；傳感器模塊3、電源模塊2和存儲(chǔ)模塊4分別與數(shù)據(jù)處理模塊1連接；數(shù)據(jù)處理模塊1通過通信接口模塊5連接至船舶信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。將多個(gè)加速度傳感器和多個(gè)自由度傳感器采集到的船舶運(yùn)動(dòng)姿態(tài)數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)處理模塊1進(jìn)行處理分析，最后傳輸船舶信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

本發(fā)明的船舶運(yùn)動(dòng)姿態(tài)數(shù)據(jù)采集裝置，采用了多個(gè)加速度傳感器及多自由度傳感器完成對(duì)船舶運(yùn)動(dòng)姿態(tài)的準(zhǔn)確采集、分析和處理，并將數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)酱靶畔⒕W(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，使終端對(duì)于船舶運(yùn)動(dòng)姿態(tài)的分析更準(zhǔn)確、可靠。

其中，存儲(chǔ)模塊4用于存儲(chǔ)傳感器模塊3采集到的船舶運(yùn)動(dòng)姿態(tài)數(shù)據(jù)。

優(yōu)選地，數(shù)據(jù)處理模塊1中采用tms320f2808數(shù)據(jù)處理器。

該處理器具備多路模擬/數(shù)字信號(hào)接口，因而適用于多傳感器終端的設(shè)計(jì)，與此同時(shí)，該處理器所具備的高速運(yùn)算能力已能滿足終端對(duì)多傳感器數(shù)據(jù)分析、處理的要求，并實(shí)現(xiàn)了終端集中化、智能化及數(shù)字化的設(shè)計(jì)要求。

優(yōu)選地，多個(gè)加速度傳感器為mma7260三軸加速度傳感器。

mma7260能在xyz三個(gè)軸向上以極高的靈敏度讀取低重力水平的墜落、傾斜、移動(dòng)、放置、震動(dòng)和搖擺，具有高的靈敏度，mma7260的可選靈敏度允許您在1.5g、2g、4g和6g的不同范圍內(nèi)進(jìn)行設(shè)計(jì)，它的3μa睡眠模式、500μa低運(yùn)行電流、1.0ms的快速啟動(dòng)響應(yīng)時(shí)間及6mm×6mm×1.45qfn的小巧包裝等其它特性更使圍繞mma7260的設(shè)計(jì)活動(dòng)輕松方便、經(jīng)濟(jì)高效。它的封裝尺寸很小，只需較小的板卡空間，另外還提供快速啟動(dòng)和休眠模式，這些特性使mma7260成為采用電池供電的電子產(chǎn)品的理想之選，包括pad、手機(jī)、3d游戲和數(shù)碼相機(jī)等。

因此，本發(fā)明中選擇mma7260三軸加速度傳感器進(jìn)行船舶運(yùn)動(dòng)姿態(tài)數(shù)據(jù)的采集，且多個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)融合，能使終端對(duì)于船舶運(yùn)動(dòng)姿態(tài)的分析更加準(zhǔn)確、可靠。

優(yōu)選地，多個(gè)自由度傳感器為adis16407十自由度姿態(tài)傳感器。

姿態(tài)傳感器(e.t-ahrs)是基于mems技術(shù)的高性能三維運(yùn)動(dòng)姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)。它包含三軸陀螺儀、三軸加速度計(jì)(即imu)，三軸電子羅盤等輔助運(yùn)動(dòng)傳感器，通過內(nèi)嵌的低功耗arm處理器輸出校準(zhǔn)過的角速度，加速度，磁數(shù)據(jù)等，通過基于四元數(shù)的傳感器數(shù)據(jù)算法進(jìn)行運(yùn)動(dòng)姿態(tài)測(cè)量，實(shí)時(shí)輸出以四元數(shù)、歐拉角等表示的零漂移三維姿態(tài)數(shù)據(jù)。通過adis16407十自由度姿態(tài)傳感器采集到的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)數(shù)據(jù)更全面，使之對(duì)被測(cè)物體的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)分析更準(zhǔn)確。

因此，本發(fā)明中選擇adis16407十自由度姿態(tài)傳感器進(jìn)行船舶運(yùn)動(dòng)姿態(tài)數(shù)據(jù)的采集，且多個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)融合，能使終端對(duì)于船舶運(yùn)動(dòng)姿態(tài)的分析更加準(zhǔn)確、可靠。

優(yōu)選地，通信接口模塊5采用can總線通信方式。

can具有高性能和可靠性的特點(diǎn)，并被廣泛應(yīng)用。can總線為分布式控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)各節(jié)點(diǎn)之間實(shí)時(shí)、可靠的數(shù)據(jù)通信提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持，因此，船舶運(yùn)動(dòng)姿態(tài)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)化采集終端采用can總線通信方式數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)酱靶畔⒕W(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，可保證網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)通信實(shí)時(shí)性。

下面結(jié)合具體電路進(jìn)行說明：

參見圖2，為本發(fā)明終端電源模塊2電路原理圖，本發(fā)明的總輸入電壓為vin，其電壓值為2節(jié)鋰電池串聯(lián)所得到的供電單元，電壓值為7.4v；也可以通過其他方式構(gòu)成供電單元進(jìn)行供電。

降壓芯片u1，其管腳1與vin相連，管腳3為輸出電壓端，其電壓值為+5v，管腳4接地(gnd)。電容c1(470uf)和電容c3(0.1uf)兩端分別接于vin與gnd之間，電容c2(470uf)和電容c4(0.1uf)兩端分別接于+5v與gnd之間。電感l(wèi)01的兩端分別接+5v及電壓調(diào)節(jié)器u9的管腳2。優(yōu)選地，電壓調(diào)節(jié)器為tps75733，其管腳1與管腳3接gnd、管腳4端產(chǎn)生+3.3v電壓vcc。r35(10kω)兩端分別接電壓調(diào)節(jié)器u9的管腳5及vcc。

其中，將電源電壓調(diào)節(jié)至輸出端可用電壓范圍，在滿足功能需要的條件下電壓調(diào)節(jié)器tps75733可以更換為其他電壓調(diào)節(jié)器。

優(yōu)選地，還包括起降噪作用的c2(1uf)、ct2(100uf)、c121(1uf)、ct6(10uf)、c128(1uf)和ct3(100uf)，c2(1uf)和ct2(100uf)并聯(lián)后，兩管腳分別接于+5v與gnd之間，c121(1uf)和ct6(10uf)并聯(lián)后，兩管腳分別接于電壓調(diào)節(jié)器u9的管腳2與gnd之間。c128(1uf)和ct3(100uf)并聯(lián)后，兩管腳分別接于vcc與gnd之間。

低壓差穩(wěn)壓器u10，優(yōu)選地，低壓差穩(wěn)壓器為spx1117m3-1.8，其管腳3接+5v，管腳1接gnd，管腳2端產(chǎn)生1.8v電壓。低壓差穩(wěn)壓器u10的工作原理為：補(bǔ)償?shù)碗妷汗ぷ鞯碾妷翰钪担闺妷悍€(wěn)定保證正常工作；其管腳，功能上可以滿足穩(wěn)壓需求和硬件兼容；在滿足功能需要條件下可以更換。

優(yōu)選地，還包括起降壓作用的c35(0.1uf)和c34(100uf)，其兩管腳分別接于1.8v與gnd之間。1.8v電壓經(jīng)過電感l(wèi)1一端，其另一端記為vdda1.8v，vcc電壓經(jīng)過電感l(wèi)2一端，其另一端記為vdda3.3v，gnd經(jīng)過電感l(wèi)3一端，其另一端記為agnd，+5v電壓經(jīng)過電感l(wèi)0一端，其另一端記為vdda5v。

參見圖3，為本發(fā)明終端數(shù)據(jù)處理模塊1電路原理圖。數(shù)據(jù)處理器u2，其管腳3、46、65、82及96接vcc，管腳10、42、59、68、85、93接1.8v，管腳2、11、41、49、55、62、69、77、87、89、94接gnd。晶振y11為石英晶振，選用20mhz，其兩端分別接數(shù)據(jù)處理器u2的管腳86及88。電容c181(24pf)兩端分別接數(shù)據(jù)處理器u2的管腳88及gnd。電容c191(24pf)兩端分別接數(shù)據(jù)處理器u2的管腳86及gnd。數(shù)據(jù)處理器u2的管腳90接gnd。

jtag接口cn31為14針jtag接口，通過jtag接口可滿足整體系統(tǒng)正常工作和相互連接；如果不妨礙正常工作可以更換。

其引腳1與數(shù)據(jù)處理器u2的管腳74連接，其引腳2與數(shù)據(jù)處理器u2的管腳84連接，其引腳3與數(shù)據(jù)處理器u2的管腳73連接，其引腳7與數(shù)據(jù)處理器u2的管腳76連接，其引腳9與數(shù)據(jù)處理器u2的管腳75連接，其引腳11與數(shù)據(jù)處理器u2的管腳75連接，其引腳13與數(shù)據(jù)處理器u2的管腳80連接，其引腳14與數(shù)據(jù)處理器u2的管腳81連接，其引腳4、8、10、12均接gnd，其引腳5接vcc。

電阻r141(4.7kω)兩端分別接數(shù)據(jù)處理器u2的管腳81及vcc、電阻r131(4.7kω)兩端分別接數(shù)據(jù)處理器u2的管腳80及vcc、電阻r91(2.2kω)兩端分別接數(shù)據(jù)處理器u2的管腳84及gnd。c23(0.1uf)兩端分別接數(shù)據(jù)處理器u2的管腳26及agnd。數(shù)據(jù)處理器u2的管腳26與管腳15接vdda3.3v。數(shù)據(jù)處理器u2的管腳25、14、13、39均接于agnd。數(shù)據(jù)處理器u2的管腳12與管腳40接于vdda1.8v。c24(0.1uf)、c25(0.1uf)兩端分別接于vdda1.8v及agnd之間。r711(10kω)兩端分別接于vcc與數(shù)據(jù)處理器u2的管腳78之間。c681(0.1uf)兩端分別接于gnd與數(shù)據(jù)處理器u2的管腳78之間。c721(22uf)兩端分別接于gnd與數(shù)據(jù)處理器u2的管腳78之間。

按鍵51兩端分別接于gnd與數(shù)據(jù)處理器u2的管腳78之間。通過按鍵51可改變管腳78的接地狀態(tài)。按鍵51接通按下表明管腳78接地，按鍵51斷開表明管腳78不接地；c17(2.2uf)兩端分別接agnd與數(shù)據(jù)處理器u2的管腳37。c16(2.2uf)兩端分別接agnd與數(shù)據(jù)處理器u2的管腳36。r3(22.1kω)兩端分別接agnd與數(shù)據(jù)處理器u2的管腳38。數(shù)據(jù)處理器u2的管腳24接agnd。

電壓基準(zhǔn)源芯片u15為adr421arm，其管腳2接+5v。電容ct8(10uf)、電容c83(0.1uf)兩端分別接于u15管腳2與gnd之間。u15管腳4接gnd。u15管腳6產(chǎn)生基準(zhǔn)電壓記為vref。u15管腳4與管腳6之間接電容c84(0.1uf)。u15管腳6與數(shù)據(jù)處理器u2的管腳35連接。

優(yōu)選地，還包括第一降噪電路和第二降噪電路，第一降噪電路由電容c61(0.1uf)、c71(0.1uf)、c81(0.1uf)、c91(0.1uf)、c911(0.1uf)、c511(0.1uf)組成，其兩端均接于vcc與gnd之間。第二降噪電路由電容c101(0.1uf)、c111(0.1uf)、c121(0.1uf)、c131(0.1uf)、c141(0.1uf)、c142(0.1uf)組成，其兩端均接于1.8v與gnd之間。

還包括，電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片u13，電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯選用drv8837，其功能為控制節(jié)點(diǎn)a1的g1電機(jī)。電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片u13管腳8接vcc、管腳1接+5v、管腳4接gnd。

總線接口c13為can總線接口，其管腳1接vcc、管腳2接數(shù)據(jù)處理器u2的管腳6、管腳3接數(shù)據(jù)處理器u2的管腳7、管腳4接gnd，該接口與船舶信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)連接實(shí)現(xiàn)相關(guān)的數(shù)據(jù)通信。

參見圖4，為本發(fā)明終端傳感器模塊3電路原理圖。本實(shí)施例中選用加速度傳感器的個(gè)數(shù)為4個(gè)，自由度船舶運(yùn)動(dòng)姿態(tài)傳感器的個(gè)數(shù)為2個(gè)；其中，加速度傳感器u3管腳3接vcc、管腳4接gnd。加速度傳感器u3管腳13接數(shù)據(jù)處理器u2的管腳23、管腳14接數(shù)據(jù)處理器u2的管腳22、管腳15接數(shù)據(jù)處理器u2的管腳21、加速度傳感器u3管腳1接數(shù)據(jù)處理器u2的管腳47、管腳2接數(shù)據(jù)處理器u2的管腳44、管腳12接數(shù)據(jù)處理器u2的管腳45。加速度傳感器u4管腳3接vcc、管腳4接gnd。加速度傳感器u3管腳13接數(shù)據(jù)處理器u2的管腳20、管腳14接數(shù)據(jù)處理器u2的管腳19、管腳15接數(shù)據(jù)處理器u2的管腳18、加速度傳感器u3管腳1接數(shù)據(jù)處理器u2的管腳48、管腳2接數(shù)據(jù)處理器u2的管腳51、管腳12接數(shù)據(jù)處理器u2的管腳53。加速度傳感器u5管腳3接vcc、管腳4接gnd。加速度傳感器u3管腳13接數(shù)據(jù)處理器u2的管腳17、管腳14接數(shù)據(jù)處理器u2的管腳16、管腳15接數(shù)據(jù)處理器u2的管腳27、加速度傳感器u3管腳1接數(shù)據(jù)處理器u2的管腳56、管腳2接數(shù)據(jù)處理器u2的管腳58、管腳12接數(shù)據(jù)處理器u2的管腳60。加速度傳感器u6管腳3接vcc、管腳4接gnd。加速度傳感器u6管腳13接數(shù)據(jù)處理器u2的管腳28、管腳14接數(shù)據(jù)處理器u2的管腳29、管腳15接數(shù)據(jù)處理器u2的管腳30、加速度傳感器u6管腳1接數(shù)據(jù)處理器u2的管腳61、管腳2接數(shù)據(jù)處理器u2的管腳64、管腳12接數(shù)據(jù)處理器u2的管腳70。

自由度船舶運(yùn)動(dòng)姿態(tài)傳感器u12為10自由度船舶運(yùn)動(dòng)姿態(tài)傳感器adis16407，其管腳1與數(shù)據(jù)處理器u2的管腳8連接、管腳2與數(shù)據(jù)處理器u2的管腳9連接、管腳3與數(shù)據(jù)處理器u2的管腳54連接、管腳4與數(shù)據(jù)處理器u2的管腳52連接、管腳5與數(shù)據(jù)處理器u2的管腳50連接、管腳6與數(shù)據(jù)處理器u2的管腳57連接、管腳7與數(shù)據(jù)處理器u2的管腳1連接、管腳8與數(shù)據(jù)處理器u2的管腳92連接、管腳9與數(shù)據(jù)處理器u2的管腳95連接、管腳21與數(shù)據(jù)處理器u2的管腳32連接。自由度船舶運(yùn)動(dòng)姿態(tài)傳感器u12管腳10、11、12接+5v。自由度船舶運(yùn)動(dòng)姿態(tài)傳感器u12管腳13、14、15接gnd。自由度船舶運(yùn)動(dòng)姿態(tài)傳感器u11，其管腳1與數(shù)據(jù)處理器u2的管腳99連接、管腳2與數(shù)據(jù)處理器u2的管腳79連接、管腳3與數(shù)據(jù)處理器u2的管腳71連接、管腳4與數(shù)據(jù)處理器u2的管腳67連接、管腳5與數(shù)據(jù)處理器u2的管腳63連接、管腳6與數(shù)據(jù)處理器u2的管腳72連接、管腳7與數(shù)據(jù)處理器u2的管腳83連接、管腳8與數(shù)據(jù)處理器u2的管腳4連接、管腳9與數(shù)據(jù)處理器u2的管腳91連接、管腳21與數(shù)據(jù)處理器u2的管腳31連接。自由度船舶運(yùn)動(dòng)姿態(tài)傳感器u11管腳10、11、12接+5v。自由度船舶運(yùn)動(dòng)姿態(tài)傳感器u11管腳13、14、15接gnd。

參見圖5，為船舶信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖，圖中的傳感器節(jié)點(diǎn)獲取底層傳感器的數(shù)據(jù)信息并對(duì)其進(jìn)行數(shù)據(jù)分析與數(shù)據(jù)融合，進(jìn)而獲取準(zhǔn)確性更高的信息，并將其發(fā)送到相應(yīng)的數(shù)據(jù)流中，系統(tǒng)接收到傳感器和傳感器節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)整合上傳的數(shù)據(jù)流，然后系統(tǒng)進(jìn)行信息處理，接著將命令發(fā)送至執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)，由執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)再通過數(shù)據(jù)處理分發(fā)給執(zhí)行器。

參見圖6，本發(fā)明提供了一種船舶運(yùn)動(dòng)姿態(tài)數(shù)據(jù)的傳輸方法，包括：

步驟s1，獲取通過多個(gè)加速度傳感器和多個(gè)自由度傳感器采集到的數(shù)據(jù)；

步驟s2，對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)融合處理，得到當(dāng)前船舶運(yùn)動(dòng)姿態(tài)信息；

步驟s3，獲得數(shù)據(jù)傳輸通信權(quán)限指令請(qǐng)求；終端獲得數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄐ艡?quán)限請(qǐng)求，請(qǐng)求傳輸數(shù)據(jù)至船舶信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，只有得到許可，才可進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩浴?/p>

步驟s4，根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸通信權(quán)限指令，將當(dāng)前船舶運(yùn)動(dòng)姿態(tài)信息傳送至船舶信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

本發(fā)明提供的船舶運(yùn)動(dòng)姿態(tài)數(shù)據(jù)的傳輸方法，其技術(shù)方案為：獲取通過多個(gè)加速度傳感器和多個(gè)自由度傳感器采集到的數(shù)據(jù)；對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)融合處理，得到當(dāng)前船舶運(yùn)動(dòng)姿態(tài)信息；獲得數(shù)據(jù)傳輸通信權(quán)限指令請(qǐng)求；根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸通信權(quán)限指令，將當(dāng)前船舶運(yùn)動(dòng)姿態(tài)信息傳送至船舶信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。船舶信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)根據(jù)采集分析后的船舶運(yùn)動(dòng)姿態(tài)信息，進(jìn)一步控制船舶的運(yùn)動(dòng)，本發(fā)明采集到的數(shù)據(jù)保證的船舶姿態(tài)信息檢測(cè)的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性，使船舶運(yùn)動(dòng)更加安全可靠。

優(yōu)選地，當(dāng)前船舶運(yùn)動(dòng)姿態(tài)信息通過can接口總線傳送至船舶信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

本發(fā)明提供的船舶運(yùn)動(dòng)姿態(tài)數(shù)據(jù)的傳輸方法，采用了多個(gè)加速度傳感器及多自由度傳感器完成對(duì)船舶運(yùn)動(dòng)姿態(tài)的準(zhǔn)確采集、分析和處理，并將數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)酱靶畔⒕W(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，使終端對(duì)于船舶運(yùn)動(dòng)姿態(tài)的分析更準(zhǔn)確、可靠。

最后應(yīng)說明的是：以上各實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求和說明書的范圍當(dāng)中。