谢 刚, 陈源宝, 黄 双

(武汉第二船舶设计研究所，湖北 武汉 430064)

现代船舶涵盖航行操纵、动力推进、通信导航等多个环节，是典型的信息物理系统[1-3]。早期的设计中由于缺乏一体化的设计手段，导致电子信息系统烟囱化堆叠式现象普遍存在，存在信息设备冗余、异构系统众多、数据共享不畅等顽疾，对各类传感器信号均采用独立采集的方式[4-5]，存在多种信息采集装置，造成一定的资源浪费。随着船舶信息系统扁平化、集成化、智能化的发展，作为数据获取源头的数据采集系统，其高密度、一体化集成需求越发强烈。进一步的，异构系统中进行集成、高通量、低噪声、大动态、兼容性的微弱信号是异质信号集成设计的难点，也是需重点解决的问题。在调研现代船舶各类传感器信号输出特点和电气特性基础上，选取两种典型传感器，进行高密度兼容集成采集，在信号采集前端通过不同类型传感器(恒压供电与ICP供电)进行电路的统一兼容化设计，采用“FPGA+sbRIO(single board RIO)”的处理架构，使用sbRIO内部多种成熟的模块资源，同时以图形化的方式实时显示各通道信号数据，从而提出一种兼容采集的集成优化设计方法。

传感器数据采集系统一般由信号采集模块与信号处理模块组成，信号采集模块用于传感器输出信号的采集，将模拟量信号转换为数字信号；信号处理模块一般采用“FPGA+控制器”的处理架构[6-7]，用于处理转换后的数字信号，信号经分析后发送至远程监控终端。现有……