物聯(lián)網(wǎng)對(duì)船電技術(shù)發(fā)展的影響

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及其應(yīng)用.08物聯(lián)網(wǎng)對(duì)船電技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)影響物聯(lián)網(wǎng)對(duì)船電技術(shù)發(fā)展影響中船重工物貿(mào)集團(tuán)信息辦尹濤物聯(lián)網(wǎng)對(duì)船電技術(shù)發(fā)展的影響第1頁物聯(lián)網(wǎng)對(duì)船電技術(shù)發(fā)展影響物聯(lián)網(wǎng)對(duì)船電技術(shù)發(fā)展的影響第2頁物聯(lián)網(wǎng)（IOT）起源正處于發(fā)展階段物聯(lián)網(wǎng)被看成是信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程第三次革命！物聯(lián)網(wǎng)對(duì)船電技術(shù)發(fā)展的影響第3頁廣義物聯(lián)網(wǎng)涵義利用條碼、射頻識(shí)別（RFID）、傳感器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定協(xié)議，實(shí)現(xiàn)人與人、人與物、物與物在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)連接（anything、anytime、anywhere），從而進(jìn)行信息交換和通訊，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理龐大網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。物聯(lián)網(wǎng)對(duì)船電技術(shù)發(fā)展的影響第4頁各國物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略或計(jì)劃物聯(lián)網(wǎng)對(duì)船電技術(shù)發(fā)展的影響第5頁物聯(lián)網(wǎng)（IOT）提出背景物聯(lián)網(wǎng)對(duì)船電技術(shù)發(fā)展的影響第6頁從Internet到IOT物聯(lián)網(wǎng)對(duì)船電技術(shù)發(fā)展的影響第7頁IOT基本理論模型智能卡條形碼二維碼

GPS傳感器技術(shù)網(wǎng)關(guān)設(shè)備近距離通信因特網(wǎng)跟蹤定位高速數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)物聯(lián)網(wǎng)對(duì)船電技術(shù)發(fā)展的影響第8頁智慧星球物聯(lián)網(wǎng)對(duì)船電技術(shù)發(fā)展的影響第9頁物聯(lián)網(wǎng)對(duì)船電技術(shù)發(fā)展影響物聯(lián)網(wǎng)對(duì)船電技術(shù)發(fā)展的影響第10頁船電技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)物聯(lián)網(wǎng)對(duì)船電技術(shù)發(fā)展的影響第11頁船電技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)近年來，國際上不但船舶輔機(jī)設(shè)備已大都采取電力驅(qū)動(dòng)，而且船舶主動(dòng)力也有電力驅(qū)動(dòng)趨勢(shì)。這一改變?yōu)閷?shí)現(xiàn)船舶完全電氣化打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。如今船舶電氣化已發(fā)展為集機(jī)艙自動(dòng)化、航行自動(dòng)化、機(jī)械自動(dòng)化、裝載自動(dòng)化等于一體多功效綜合系統(tǒng)。物聯(lián)網(wǎng)對(duì)船電技術(shù)發(fā)展的影響第12頁船舶電氣自動(dòng)化發(fā)展趨勢(shì)物聯(lián)網(wǎng)對(duì)船電技術(shù)發(fā)展的影響第13頁船舶自動(dòng)化展望

伴隨電子技術(shù)、信息技術(shù)飛速發(fā)展，船舶自動(dòng)化控制系統(tǒng)正朝著分布式、網(wǎng)絡(luò)型智能式系統(tǒng)方向演進(jìn)，將會(huì)使船舶向著智能控制、衛(wèi)星通信導(dǎo)航、船岸信息直接交流。綜合上述，技術(shù)進(jìn)步將給船舶電氣在綜合自動(dòng)化水平方面帶來一系列深刻改變，最終人工智能必將會(huì)對(duì)造船和航運(yùn)業(yè)帶來重大變革。

當(dāng)前從美軍大力推廣應(yīng)用無人機(jī)這一趨勢(shì)可與推斷出，未來無人駕駛艦船將會(huì)執(zhí)行各類軍事、民用任務(wù)。物聯(lián)網(wǎng)對(duì)船電技術(shù)發(fā)展的影響第14頁物聯(lián)網(wǎng)對(duì)船電技術(shù)發(fā)展影響物聯(lián)網(wǎng)對(duì)船電技術(shù)發(fā)展的影響第15頁從物聯(lián)網(wǎng)體系來看智能船舶“物”是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用載體，如汽車、家電、交通指示燈或者是船舶中一臺(tái)舵機(jī)等物體；“聯(lián)”是一個(gè)伎倆，如can總線、zigbee、移動(dòng)通信、無線寬帶、RFID、衛(wèi)星通信等技術(shù)，這些技術(shù)主要作用是把物和物鏈接起來。“網(wǎng)”是物聯(lián)網(wǎng)本質(zhì)，物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵是網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、架構(gòu)和其上應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)體系分析物聯(lián)網(wǎng)對(duì)船電技術(shù)發(fā)展的影響第16頁物聯(lián)網(wǎng)對(duì)船電技術(shù)發(fā)展影響

不論“智慧地球”還是“感知中國”講都是比較大物聯(lián)網(wǎng)概念，包含智能城市、智能交通、智能家庭、智能工業(yè)、智能農(nóng)業(yè)，全部這些應(yīng)用，都是依靠于一個(gè)龐大網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，與“網(wǎng)”相關(guān)應(yīng)用、組網(wǎng)等內(nèi)容才是物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)關(guān)鍵，也應(yīng)該是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展重點(diǎn)。

今天互聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵企業(yè)是谷歌、騰訊、阿里巴巴等提供網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用與服務(wù)企業(yè)，未來我們應(yīng)該能夠看到物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵企業(yè)應(yīng)該是傳統(tǒng)行業(yè)和互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)混血出來能夠集中運(yùn)維、管理設(shè)備、設(shè)施或者服務(wù)企業(yè)，比如無人駕駛航運(yùn)企業(yè)等。物聯(lián)網(wǎng)對(duì)船電技術(shù)發(fā)展的影響第17頁從物聯(lián)網(wǎng)體系來看智能船舶物聯(lián)網(wǎng)體系構(gòu)建兩個(gè)要素物聯(lián)網(wǎng)對(duì)船電技術(shù)發(fā)展的影響第18頁物聯(lián)網(wǎng)終端基本原理及作用

物質(zhì)世界中詳細(xì)物體要接入到物聯(lián)網(wǎng)必須改造成為物聯(lián)網(wǎng)終端。

物聯(lián)網(wǎng)終端基本由外圍傳感接口，中央處理模塊和外部通訊接口三個(gè)部分組成，經(jīng)過外圍接口與傳感/執(zhí)行設(shè)備連接，將這些設(shè)備數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取并經(jīng)過中央處理模塊處理后，按照網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，經(jīng)過外部通訊接口，如：CAN總線接口、以太網(wǎng)接口、或者無線數(shù)據(jù)通訊等方式發(fā)送到指定中心處理平臺(tái)。

物聯(lián)網(wǎng)終端作為物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵設(shè)備，必須經(jīng)過他轉(zhuǎn)換和采集，才能將各種外部感知數(shù)據(jù)聚集和處理，并將數(shù)據(jù)經(jīng)過各種網(wǎng)絡(luò)接口方式傳輸?shù)交ヂ?lián)網(wǎng)中，或從互聯(lián)網(wǎng)獲取對(duì)應(yīng)指令完成要求動(dòng)作。物聯(lián)網(wǎng)對(duì)船電技術(shù)發(fā)展的影響第19頁物聯(lián)網(wǎng)終端兩個(gè)關(guān)鍵要素物聯(lián)網(wǎng)對(duì)船電技術(shù)發(fā)展的影響第20頁從物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系來看，當(dāng)船舶主要設(shè)備、各大系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了智能化和網(wǎng)絡(luò)化，并被抽象成為一個(gè)個(gè)軟件系統(tǒng)中控件或?qū)ο螅軌虮徽{(diào)用和編程，那么在標(biāo)準(zhǔn)總線和協(xié)議支持下，全船物聯(lián)就可建成，同時(shí)也為智慧船舶奠定了基礎(chǔ)。經(jīng)過衛(wèi)星高速數(shù)據(jù)通訊伎倆將船舶整體與因特網(wǎng)或者行業(yè)專網(wǎng)相連，這首船舶乃至全船各個(gè)設(shè)備即可成為物聯(lián)網(wǎng)世界中一個(gè)有機(jī)單元或分子。經(jīng)過借鑒互聯(lián)網(wǎng)良好發(fā)展模式和其積淀下來巨大技術(shù)資源，構(gòu)建開放、標(biāo)準(zhǔn)船舶物聯(lián)網(wǎng)體系，培植良性產(chǎn)業(yè)生態(tài)環(huán)境，快速推進(jìn)智慧船舶發(fā)展進(jìn)程。從物聯(lián)網(wǎng)體系來看智能船舶

從物聯(lián)網(wǎng)到智慧船舶物聯(lián)網(wǎng)對(duì)船電技術(shù)發(fā)展的影響第21頁物聯(lián)網(wǎng)對(duì)船電技術(shù)發(fā)展影響物聯(lián)網(wǎng)對(duì)船電技術(shù)發(fā)展的影響第22頁船舶總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)20世紀(jì)90年代以來，汽車上由電子控制單元(ECU)控制部件數(shù)量越來越多，比如電子燃油噴射裝置、防抱死制動(dòng)裝置、安全氣囊裝置、電控門窗裝置、主動(dòng)懸架等等，同時(shí)當(dāng)代汽車基于安全性和可靠性要求，正越來越多地考慮使用電控系統(tǒng)代替原有機(jī)械和液壓系統(tǒng)。所以，一個(gè)新概念--車上控制器局域網(wǎng)絡(luò)CAN（ControllerAreaNetwork）概念也就應(yīng)運(yùn)而生了。

在當(dāng)代轎車設(shè)計(jì)中，CAN已經(jīng)成為必須采取裝置，飛馳、寶馬、大眾、沃爾沃、雷諾等汽車都采取了CAN作為控制器聯(lián)網(wǎng)伎倆。物聯(lián)網(wǎng)對(duì)船電技術(shù)發(fā)展的影響第23頁標(biāo)準(zhǔn)總線在船舶應(yīng)用上優(yōu)勢(shì)（1）大量長(zhǎng)距離鋪設(shè)不再是功率導(dǎo)線，而是信號(hào)線，從而降低線束，簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，降低生產(chǎn)成本和維修成本；（2）可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制功效。再復(fù)雜控制功效只需輸入輸出，過程均由程序邏輯判斷實(shí)現(xiàn)，無需模擬電路繼電器等。新功效隨時(shí)增加和修改，只需修改程序，無須作線束改動(dòng)；（3）含有故障診療功效，模塊自動(dòng)檢測(cè)并即時(shí)報(bào)警、維修方便快捷；（4）同一信息在各模塊之間信息共享，降低了線束和重復(fù)設(shè)置傳感器；（5）數(shù)據(jù)共享和存放，能夠方便為設(shè)計(jì)人員積累第一手運(yùn)行參數(shù)，為產(chǎn)品改進(jìn)設(shè)計(jì)提供依據(jù)；（6）便于形成一個(gè)統(tǒng)一開放電氣平臺(tái)，以適應(yīng)各種船型型、各種配置改變，縮短新產(chǎn)品開發(fā)周期，使得個(gè)性化設(shè)計(jì)更為便捷。物聯(lián)網(wǎng)對(duì)船電技術(shù)發(fā)展的影響第24頁船舶總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)船舶網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)能夠采取多條不一樣速率總線分別連接不一樣類型節(jié)點(diǎn)，并使用網(wǎng)關(guān)服務(wù)器來實(shí)現(xiàn)整車信息共享和網(wǎng)絡(luò)管理。船舶總線網(wǎng)關(guān)是內(nèi)部通信關(guān)鍵，經(jīng)過它能夠?qū)崿F(xiàn)各條總線上信息共享以及實(shí)現(xiàn)船舶設(shè)備網(wǎng)絡(luò)管理和故障診療功效。物聯(lián)網(wǎng)對(duì)船電技術(shù)發(fā)展的影響第25頁建立船舶總線標(biāo)準(zhǔn)，奠定物聯(lián)基礎(chǔ)參考SAE車輛總線標(biāo)準(zhǔn)，能夠可將船舶總線劃分為A、B、C三類：物聯(lián)網(wǎng)對(duì)船電技術(shù)發(fā)展的影響第26頁建立船舶總線標(biāo)準(zhǔn)，奠定物聯(lián)基礎(chǔ)

提議以CAN總線為基礎(chǔ)制訂船舶總線標(biāo)準(zhǔn):CAN協(xié)議定義了物理層及數(shù)據(jù)鏈路層規(guī)范，我們還需要在CAN基礎(chǔ)制訂適當(dāng)應(yīng)用層協(xié)議。這里能夠參考由美國SAE(SocietyofAutomotiveEngineer)組織維護(hù)和推廣J1939協(xié)議以及診療協(xié)議，它含有含有以下特點(diǎn)：物聯(lián)網(wǎng)對(duì)船電技術(shù)發(fā)展的影響第27頁建立船舶總線標(biāo)準(zhǔn)，奠定物聯(lián)基礎(chǔ)在物聯(lián)網(wǎng)世界里，沒有一家企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)具備全部技能?？偨Y(jié)物聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)起源發(fā)展過程，我們提議我們船舶行業(yè)相關(guān)組織能夠聯(lián)合企業(yè)、大學(xué)以及科研院所建立開放機(jī)構(gòu)和聯(lián)盟，制訂物聯(lián)領(lǐng)域船舶行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，建立開放試驗(yàn)室，強(qiáng)化新技術(shù)新產(chǎn)品測(cè)試認(rèn)證工作。將傳統(tǒng)船舶技術(shù)引入信息化與物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展快車道，將會(huì)有效推進(jìn)船舶自動(dòng)化以及船舶工業(yè)發(fā)展，成為兩化融合典范。物聯(lián)網(wǎng)對(duì)船電技術(shù)發(fā)展的影響第