用于船舶的数据存储方法及装置与流程 专利技术说明

计算;推算;计数设备的制造及其应用技术1.本发明涉及数据存储领域，具体涉及一种用于船舶的数据存储方法及装置。背景技术：2.船用数据存储装置是船舶航行参数记录的核心设备，常用的数据存储装置存储数据的方法为：通过数据传输通道从数据源(例如硬接线数据源、can数据源和以太网数据源等)中获取并储存数据，数据通信和存储的可靠性依赖数据传输通道的传输质量；为了进一步提生可靠性能，人们往往会在数据源和数据存储装置之间增设一条备用的数据传输通道，以避免在主用数据传输通道故障时数据丢失的情况。3.但是，上述数据存储方法存在的不足为：虽然有备用的数据传输通道，但数据储存还是需要依赖数据存储装置的正常工作，尤其在船舶航行时，若数据存储装置发生故障，此时无法快速维修，这会造成数据丢失；因此，上述数据存储方法的可靠性较低。技术实现要素：4.针对现有技术中存在的缺陷，本发明解决的技术问题为：在船舶航行时，如何提升船舶数据存储的可靠性。5.为达到以上目的，本发明提供的用于船舶的数据存储方法，包括以下步骤：数据采集模块将船用数据进行采集、并下发至数据存储模块进行储存；当监测到主用数据采集模块发生异常时，切换至备用数据采集模块进行工作；当监测到主用数据储存模块发生异常时，切换至备用数据储存模块进行工作。6.在上述技术方案的基础上，所述数据采集模块采集数据之前，还包括以下步骤：在所有数据采集模块中，指定一个作为主用数据采集模块，其余作为备用数据采集模块；在所有数据存储模块中，指定一个作为主用数据存储模块，其余作为备用数据存储模块。7.在上述技术方案的基础上，所述当监测到主用数据采集模块发生异常时，切换至备用数据采集模块进行工作的流程包括：实时监测所有数据采集模块的状态信息，当主用数据采集模块的状态信息变为异常时，将主用数据采集模块的状态由主用切换为备用，选择一个状态正常的备用数据采集模块、并将其状态切换为主用；当所述指定的数据采集模块的状态信息由异常变为正常后，将指定的数据采集模块的状态由备用切换为主用，将正在工作的数据采集模块的状态由主用切换为备用；8.所述当监测到主用数据储存模块发生异常时，切换至备用数据储存模块进行工作的流程包括：实时监测所有数据存储模块的状态信息，当主用数据存储模块的状态信息变为异常时，将主用数据存储模块的状态由主用切换为备用，选择一个状态正常的备用数据存储模块、并将其状态切换为主用；当指定的数据存储模块的状态信息由异常变为正常后，将指定的数据存储模块的状态由备用切换为主用，将当前正在工作的数据存储模块的状态由主用切换为备用。9.在上述技术方案的基础上，所述数据存储模块包括至少2个数据存储区，数据采集模块将数据下发至数据存储模块的流程包括：获取数据存储模块中每个存储区的剩余存储空间，将数据下发至剩余存储空间在指定阈值以上的数据存储区；若主用数据存储模块的所有存储区均不可存放数据时，将该主用数据存储模块的状态标记为异常。10.在上述技术方案的基础上，所述数据采集模块将数据下发至数据存储模块之前还包括以下步骤：按照数据的类型指定不同数据的优先级；数据采集模块将数据下发至数据存储模块的流程包括：获取接收的数据的优先级并进行标记，按照优先级从高至低的顺序，将数据下发至数据存储模块。11.本发明提供的用于船舶的数据存储装置，包括至少2个数据采集模块和至少2个数据存储模块；该装置还包括数据采集监测单元和数据存储监测单元；12.数据采集模块用于：采集将数据源的船用数据进行采集、并下发至数据存储模块；13.数据存储模块用于：接收并存储数据采集模块下发的数据；14.数据采集监测单元用于：监测到主用数据采集模块发生异常时，切换至备用数据采集模块工作；15.数据存储监测单元用于：监测到主用数据储存模块发生异常时，切换至备用数据储存模块工作。16.在上述技术方案的基础上，所述数据采集监测单元还用于：在所有数据采集模块中，指定一个作为主用数据采集模块，其余作为备用数据采集模块；数据采集监测单元的工作流程包括：实时监测所有数据采集模块的状态信息，当主用数据采集模块的状态信息变为异常时，将主用数据采集模块的状态由主用切换为备用，选择一个状态正常的备用数据采集模块、并将其状态切换为主用；当指定的数据采集模块的状态信息由异常变为正常后，将正在工作的数据采集模块的状态由主用切换为备用，将指定的数据采集模块的状态由备用切换为主用；17.所述数据存储监测单元还用于：在所有数据存储模块中，指定一个作为主用数据存储模块，其余作为备用数据存储模块；数据存储监测单元的工作流程包括：实时监测所有数据存储模块的状态信息，当主用数据存储模块的状态信息变为异常时，将主用数据存储模块的状态由主用切换为备用，选择一个状态正常的备用数据存储模块、并将其状态切换为主用；当指定的数据存储模块的状态信息由异常变为正常后，将正在工作的数据存储模块的状态由主用切换为备用，将指定的数据存储模块的状态由备用切换为主用。18.在上述技术方案的基础上，所述数据存储模块包括至少2个数据存储区，数据采集模块将数据下发至数据存储模块的流程包括：获取数据存储模块中每个存储区的剩余存储空间，将数据下发至剩余存储空间在指定阈值以上的数据存储区；若主用数据存储模块的所有存储区均不可存放数据时，将该主用数据存储模块的状态标记为异常。19.在上述技术方案的基础上，所述数据采集模块还用于：按照数据的类型指定不同数据的优先级；数据采集模块将数据下发至数据存储模块的流程包括：获取接收的数据的优先级并进行标记，按照优先级从高至低的顺序，将数据下发至数据存储模块。20.在上述技术方案的基础上，该装置还包括容灾存储模块和紧急供电模块；21.容灾存储模块采用抗高温高压性能的材质制成，其用于：定期同步数据存储模块中的数据；22.紧急供电模块包括蓄电池，其用于：监测到数据存储装置电能丢失时，为数据存储装置供电。23.与现有技术相比，本发明的优点在于：24.(1)本发明在采集和存储数据时，会监测数据采集模块和数据存储模块的工作情况；与现有技术中在船舶航行时，因数据存储装置发生故障而造成数据丢失相比，本发明当检测到数据采集模块和/或数据存储模块发生异常时，会立刻切换至备用的数据采集模块和数据存储模块进行数据存储工作，不会造成数据丢失，进而提高了船舶数据存储的可靠性。25.(2)本发明在下发数据之前，会获取数据存储模块的每个存储区的剩余存储空间、并计算得到剩余存储空间足够存放数据的存储区，以此避免因储存空间不够而导致数据溢出后丢失。26.(3)本发明通过分级区分(即指定不同数据的优先级)的方式预先对数据进行了整理，进而使得数据采集模块会优先下发重要数据(即优先级高的数据)；因此，在发生数据闪断时，本发明能够优先保存重要数据，以此进一步提高了数据存储的可靠性。27.(4)本发明配备有具备抗高温高压性能的容灾存储模块，进而可以在船舶发生事故后为船舶保留重要数据；该模块可以通过以太网接受来自数据采集模块的数据，也可以通过以太网向外导出传输的数据。与此同时，本发明还配备由紧急供电模块，该模块在正常工况下可以通过船舶供电系统充；。当船舶供电系统故障时，该模块开始为存储装置供电，保证停电后装置持续运行一段时间，保存船舶异常时的数据。28.因此，本发明通过容灾存储模块和紧急供电模块，进一步提升了数据存储的可靠性。附图说明29.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。30.图1为本发明实施例中用于船舶的数据存储装置的连接框图；31.图2为本发明实施例中用于船舶的数据存储装置的工作流程示意图。具体实施方式32.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。33.附图中所示的流程图仅是示例说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解、组合或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。34.本发明实施例中的用于船舶的数据存储方法，包括以下步骤：35.数据采集模块将数据源的船用数据进行采集、并下发至数据存储模块进行储存；当监测到主用数据采集模块发生异常(无法接收和下发数据)时，切换至备用数据采集模块采集数据源的数据；当监测到主用数据储存模块发生异常(无法存储数据)时，切换至备用数据储存模块存储数据。36.由此可知，本发明在采集和存储数据时，会监测数据采集模块和数据存储模块的工作情况；与现有技术中在船舶航行时，因数据存储装置发生故障而造成数据丢失相比，本发明当检测到数据采集模块和/或数据存储模块发生异常时，会立刻切换至备用的数据采集模块和数据存储模块进行数据存储工作，不会造成数据丢失，进而提高了船舶数据存储的可靠性。37.优选的，该方法在数据采集模块采集数据之前还包括以下步骤：在所有数据采集模块中，指定一个作为主用数据采集模块，其余作为备用数据采集模块；在所有数据存储模块中，指定一个作为主用数据存储模块，其余作为备用数据存储模块。38.需要说明的是：上述所有数据采集模块和数据存储模块初始均为可用状态，即没有异常。39.优选的，上述当监测到主用数据采集模块发生异常时，切换至备用数据采集模块采集数据源的数据的流程包括：实时监测所有数据采集模块的状态信息，当主用数据采集模块的状态信息变为异常时，将主用数据采集模块的状态由主用切换为备用，选择一个状态正常的备用数据采集模块、并将其状态切换为主用。当指定的数据采集模块的状态信息由异常变为正常后，此时将当前(即正在工作的)数据采集模块的状态由主用切换为备用，将指定的数据采集模块的状态由备用切换为主用。40.当监测到主用数据储存模块发生异常时，切换至备用数据储存模块存储数据的流程包括：实时监测所有数据存储模块的状态信息，当主用数据存储模块的状态信息变为异常时，将主用数据存储模块的状态由主用切换为备用，选择一个状态正常的备用数据存储模块、并将其状态切换为主用。当指定的数据存储模块的状态信息由异常变为正常后，此时将当前数据存储模块的状态由主用切换为备用，将指定的数据存储模块的状态由备用切换为主用。41.如此设计的目的在于：初始指定主用的数据采集模块和数据存储模块，一般会在性能上由于其他的数据采集模块和数据存储模块，所以在指定的数据采集模块和数据存储模块能够正常工作的情况下优先使用。42.本实施例中切换的具体方式为：数据采集模块实时向对方传递本身接受数据状态信息，双方通过对比自身状态和对方状态。当自身状态异常、对方状态正常时，将自身设置为备用状态；当自身状态正常、对方状态异常时，将自身设置为主用状态；当双方状态一致时，根据默认来设置各自的状态(两个模块有一个为默认主状态，即指定)。43.数据存储模块通过存储板存储着相同的数据；当一块存储板发生异常恢复后，两块存储板通过以太网同步两者的数据，保持两块板卡的数据完整且一致，防止硬盘损坏。44.优选的，数据存储模块包括至少2个数据存储区，在此基础上，数据采集模块将数据下发至数据存储模块的流程包括：获取数据存储模块中每个存储区的剩余存储空间，将数据下发至剩余存储空间在指定阈值以上的数据存储区；若主用数据存储模块的所有存储区均不可存放数据时，将该主用数据存储模块的状态标记为异常。45.由此可知，本发明在下发数据之前，会获取数据存储模块的每个存储区的剩余存储空间、并计算得到剩余存储空间足够存放数据(即在指定阈值以上)的存储区，以此避免因储存空间不够而导致数据溢出后丢失。46.优选的，数据采集模块将数据下发至数据存储模块之前还包括以下步骤：按照数据的类型指定不同数据的优先级；在此基础上，数据采集模块将数据下发至数据存储模块的流程包括：获取接收的数据的优先级并进行标记，按照优先级从高至低的顺序，将数据下发至数据存储模块。47.如此设计的原理为：虽然本发明通过“主备倒换的方式”来保证数据传输，但是，即使是主备倒换也会存在短暂的数据闪断。为此，本发明通过分级区分(即指定不同数据的优先级)的方式预先对数据进行了整理，进而使得数据采集模块会优先下发重要数据(即优先级高的数据)；因此，在发生数据闪断时，本发明能够优先保存重要数据，以此进一步提高了数据存储的可靠性。48.参见图1所示，本发明实施例中的用于船舶的数据存储装置，包括至少2个数据采集模块和至少2个数据存储模块(本实施例中各采用2个，见图1中“1#”和“2#”)；该装置还包括数据采集监测单元(该单元可单独设置，也可作为数据采集模块的一部分)和数据存储监测单元(该单元可单独设置，也可作为数据存储模块的一部分)。49.数据采集模块用于：采集将数据源的船用数据进行采集、并下发至数据存储模块；50.数据存储模块采用高可靠的工业硬盘作为存储载体，其用于：接收并存储数据采集模块下发的数据；51.数据采集监测单元用于：监测到主用数据采集模块发生异常时，切换至备用数据采集模块工作；52.数据存储监测单元用于：监测到主用数据储存模块发生异常时，切换至备用数据储存模块工作。53.优选的，数据采集监测单元还用于：在所有数据采集模块中，指定一个作为主用数据采集模块，其余作为备用数据采集模块；数据存储监测单元还用于：在所有数据存储模块中，指定一个作为主用数据存储模块，其余作为备用数据存储模块。54.数据采集监测单元的工作流程包括：实时监测所有数据采集模块的状态信息，当主用数据采集模块的状态信息变为异常时，将主用数据采集模块的状态由主用切换为备用，选择一个状态正常的备用数据采集模块、并将其状态切换为主用。当指定的数据采集模块的状态信息由异常变为正常后，将正在工作的数据采集模块的状态由主用切换为备用，将指定的数据采集模块的状态由备用切换为主用。55.数据存储监测单元的工作流程包括：实时监测所有数据存储模块的状态信息，当主用数据存储模块的状态信息变为异常时，将主用数据存储模块的状态由主用切换为备用，选择一个状态正常的备用数据存储模块、并将其状态切换为主用。当指定的数据存储模块的状态信息由异常变为正常后，将正在工作的数据存储模块的状态由主用切换为备用，将指定的数据存储模块的状态由备用切换为主用。56.优选的，数据存储模块包括至少2个数据存储区，在此基础上，数据采集模块将数据下发至数据存储模块的流程包括：获取数据存储模块中每个存储区的剩余存储空间，将数据下发至剩余存储空间在指定阈值以上的数据存储区；若主用数据存储模块的所有存储区均不可存放数据时，将该主用数据存储模块的状态标记为异常。57.优选的，数据采集模块还用于：按照数据的类型指定不同数据的优先级；在此基础上，数据采集模块将数据下发至数据存储模块的流程包括：获取接收的数据的优先级并进行标记，按照优先级从高至低的顺序，将数据下发至数据存储模块。58.优选的，该装置还包括容灾存储模块和紧急供电模块；59.容灾存储模块采用抗高温高压性能的材质制成，其用于：定期同步数据存储模块中的数据；同步方式可以为：由数据采集模块下发数据值数据存储模块时一起下发，也可以直接同步数据存储模块中的数据。60.紧急供电模块包括蓄电池，其用于：监测到数据存储装置电能丢失时，为数据存储装置供电。61.由此可知，本发明配备有具备抗高温高压性能的容灾存储模块，进而可以在船舶发生事故后为船舶保留重要数据；该模块可以通过以太网接受来自数据采集模块的数据，也可以通过以太网向外导出传输的数据。与此同时，本发明还配备由紧急供电模块，该模块在正常工况下可以通过船舶供电系统充电。当船舶供电系统故障时，该模块开始为存储装置供电，保证停电后装置持续运行一段时间，保存船舶异常时的数据。62.因此，本发明通过容灾存储模块和紧急供电模块，进一步提升了数据存储的可靠性。63.参见上文可知，本发明的数据存储装置包括了硬件和软件：64.在硬件方面，数据采集模块、数据存储模块、容灾存储模块都是独立的硬件，参见图2所示，在实际使用时，它们可以通过一个具备网络交换功能的管理模块构建一个内部局域网，各模块都通过这个网络进行通信。另外，管理模块和其他所有模块通过串口通信，使用i2c协议，采集和监控模块的工作状态信息，包括电压、温度、工作状态。数据采集模块具有电压信号采集接口，并通过数模转换硬件，将采集的模拟量转化为数字量，在程序中使用；数据采集模块具有预留的以太网接口，数据源设备可以通过改接口连接至采集模块，将以太网数据按照约定的格式发送至数据存储装置；为了兼容旧型号的数据原设备，该模块还保留了can通信的功能，采集can数据包数据。数据存储模块具有工业级固态硬盘，该硬盘满足船用潮湿和摇晃的环境。容灾存储模块是一个高可靠的数据存储器，具有一定的耐高温、高水压的性能，保证数据在船舶事故后可以进行数据恢复。65.在软件方面，管理模块的软件除了配合硬件完成内部环网通讯、模块状态采集之外，还具有人机交互功能；管理模块可以实时展示当前数据、各个模块的状态、存储模块容量的信息，还可以查询历史存储的数据，将历史数据以表格和图表的形式展示；管理模块还可以将存储的数据导出到外接设备。数据采集模块软件除了配合硬件完成数据的采集之外，还具有和数据存储模块、容灾存储模块数据发送功能；数据采集模块软件还具有自动主备切换的功能，主备切换的以有效数据源的数量、软件运行状态为优先级顺序。数据存储模块软件除了完成数据存储功能之外，还会以从数据采集板接受数据的状态、软件运行状态、存储容量剩余数量为优先级顺序完成主从切换。66.本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统、装置中的功能模块/单元可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。在硬件实施方式中，在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分；例如，一个物理组件可以具有多个功能，或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器，如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读存储介质上，计算机可读存储介质可以包括计算机可读存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。67.以上仅为本发明实施例的具体实施方式，但本发明实施例的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明实施例揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明实施例的保护范围之内。因此，本发明实施例的保护范围应以权利要求的保护范围为准。









图片声明：本站部分配图来自人工智能系统AI生成,觅知网授权图片,PxHere摄影无版权图库。本站只作为美观性配图使用,无任何非法侵犯第三方意图,一切解释权归图片著作权方,本站不承担任何责任。如有恶意碰瓷者,必当奉陪到底严惩不贷!




内容声明：本文中引用的各种信息及资料（包括但不限于文字、数据、图表及超链接等）均来源于该信息及资料的相关主体（包括但不限于公司、媒体、协会等机构）的官方网站或公开发表的信息。部分内容参考包括:(百度百科,百度知道,头条百科,中国民法典,刑法,牛津词典,新华词典,汉语词典,国家院校,科普平台)等数据,内容仅供参考使用,不准确地方联系删除处理！本站为非盈利性质站点,发布内容不收取任何费用也不接任何广告!




免责声明：我们致力于保护作者版权，注重分享，被刊用文章因无法核实真实出处，未能及时与作者取得联系，或有版权异议的，请联系管理员，我们会立即处理，本文部分文字与图片资源来自于网络，部分文章是来自自研大数据AI进行生成,内容摘自(百度百科,百度知道,头条百科,中国民法典,刑法,牛津词典,新华词典,汉语词典,国家院校,科普平台)等数据,内容仅供学习参考,不准确地方联系删除处理!的,若有来源标注错误或侵犯了您的合法权益，请立即通知我们，情况属实，我们会第一时间予以删除，并同时向您表示歉意,谢谢!