船舶机械与港口机械慧能系统及实现方法

摘要

本发明涉及一种船舶机械与港口机械慧能系统及实现方法。包括云端上位机应用层、通信联络层、下端船舶机械设备与港口机械设备层；云端上位机应用层包括服务器硬件系统及与该服务器硬件系统通过通信网络进行通信的用户终端；下端船舶机械设备与港口机械设备层包括各类型的船舶机械设备与港口机械设备以及用于控制各类型船舶机械设备运行的各类型船舶机械设备控制器与用于控制各类型港口机械设备运行的各类型港口机械设备控制器；通信联络层用于实现云端上位机应用层与下端船舶机械设备与港口机械设备层之间的通信。本发明能够减少船舶机械设备与港口机械设备的物料消耗和油料消耗虚高的问题，为船舶机械设备以及港口机械设备所有人减少经济损失。

权利要求

1.一种船舶机械与港口机械慧能系统，其特征在于：包括云端上位机应用层、通信联络层、下端船舶机械设备与港口机械设备层；

所述云端上位机应用层包括服务器硬件系统及与该服务器硬件系统通过通信网络进行通信的用户终端；所述服务器硬件系统由多个计算机系统单元组成，各计算机系统单元由多个X86架构CPU为核心构成，且包括存储单元以及计算机系统电源；所述服务器硬件系统用于存储船舶机械设备与港口机械设备相关信息，并对该船舶机械设备与港口机械设备相关信息进行分析计算，获取船舶机械设备与港口机械设备现在及可预见的健康状况；

所述下端船舶机械设备与港口机械设备层包括各类型的船舶机械设备与港口机械设备以及用于控制各类型船舶机械设备运行的各类型船舶机械设备控制器与用于控制各类型港口机械设备运行的各类型港口机械设备控制器；

所述通信联络层用于实现云端上位机应用层与下端船舶机械设备与港口机械设备层之间的通信；所述通信联络层包括一协议转换器，用于将各类型船舶机械设备控制器及各类型港口机械设备控制器的通信协议转换为统一标准通信协议或将云端上位机应用层的统一标准通信协议转换为适用于各类型船舶机械设备控制器及各类型港口机械设备控制器的通信协议，以实现各类型的船舶机械设备与港口机械设备与云端上位机应用层或云端上位机应用层与各类型的船舶机械设备与港口机械设备的通信；

所述用户终端包括PC机、ARM架构CPU的平板电脑、手机、掌上电脑；所述服务器硬件系统与用户终端进行通信的通信网络为INTERNET；

所述服务器硬件系统通过ORACLE数据管理软件进行下端船舶机械设备与港口机械设备层传输的数据存储，并通过数据库应用软件以及数据库数据挖掘分析软件对ORACLE存储的下端船舶机械设备与港口机械设备层数据进行服务与运算分析，从而实现为用户的服务功能；

所述协议转换器包括协议转换硬件模块及工作电源，且该协议转换器的信号输入端采用USB、RS232、RS485接口，该协议转换器的信号输出端采用的通信模式为WI-FI、有线INTERNET、移动通信3G/4G网络通信模块或北斗导航系统短报文通信；

所述的船舶机械与港口机械慧能系统的实现方法，包括如下步骤，

步骤S01：用户通过用户终端注册，由通信网络与云端上位机应用层的服务器硬件系统进行通信，服务器硬件系统根据用户注册信息，建立各用户下对应的船舶机械设备与港口机械设备以及船舶机械设备控制器与港口机械设备控制器相关信息的数据库，并进行信息存储；

步骤S02：船舶机械设备控制器与港口机械设备控制器分别控制船舶机械设备与港口机械设备运行，同时接收云端上位机应用层的服务器硬件系统发送的命令，通过通信联络层上传存储船舶机械设备与港口机械设备的运行信息至数据库中；

步骤S03：云端上位机应用层的服务器硬件系统通过数据库应用软件以及数据库数据挖掘分析软件对数据库中存储的船舶机械设备与港口机械设备运行信息进行分析，并结合船舶机械设备与港口机械设备历史信息以及船舶机械设备与港口机械设备随机资料信息数据进行分析对比，计算出目前的船舶机械设备与港口机械设备的健康度状况、船舶机械设备与港口机械设备的可预见健康状况以及解决方案；

步骤S04：云端上位机层的服务器硬件系统将步骤S03分析及计算的数据通过通信网络发送给用户终端；

所述舶机械设备与港口机械设备运行信息包括各相相电压、各相电流、单/三相功率因素、单/三相有功功率、单/三相无功功率、频率、转速、发电机绕组温度、累计发电量、1KWh发电量价格、发动机机油压力、发动机冷却水进口温度、发动机冷却水出口温度、燃油液位、燃油温度、气缸温度、环境温度、蓄电池电压、三个空间维度的机械振动量值、各气缸燃油喷射压力、发动机进气压力、发动机排气压力、排气温度、发电机组整体噪音值、气缸磨损程度值、水箱散热风扇风压、开停机次数、每次运行时间、液压泵进口压力、液压泵出口压力、液压阀门位置信息、气动液压阀门位置信息、起吊力矩信息、方位坐标信息电气、机械、液压、热力、气动、冷却、液体数量、空间位置类型信息。

2.根据权利要求1所述的船舶机械与港口机械慧能系统，其特征在于：所述船舶机械设备与港口机械设备运行信息的采样时间间隔设置范围为1s至1min。

3.根据权利要求1所述的船舶机械与港口机械慧能系统，其特征在于：所述船舶机械设备与港口机械设备历史信息包括历史运行信息、历史参数设置信息、历史故障信息、历史健康度及历史维护保养信息。

说明书

船舶机械与港口机械慧能系统及实现方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种船舶机械与港口机械慧能系统及实现方法。

背景技术

[0002] 船舶机械与港口机械是指各类型船舶上运行的各类型机械以及港口运行的各种机械以及支持其运行的附属装置，包括如下机械：船舶发输配电电气系统、船舶主推进动力装置、船舶海水淡化设备、船舶油污水处理设备、船舶压载水设备、船舶生活污水处理设备、船舶锚机、船舶舵机、船舶开仓机、船舶淡水舱设备、船舶重油舱设备、船舶轻油舱设备、船舶废气锅炉设备、船舶主锅炉设备、船舶冷却水设备、船舶重油处理设备、船舶滑油处理设备、船舶舱设备、船舶消防设备，对于工程船舶还有特别的工程设备，比如浮吊船起吊设备、挖泥船的吸泥泵设备、海上石油钻井平台的钻探设备、加油船的加油设备、还有船舶的各种通信、导航、助航设备、船舶克令吊设备、岸边集装箱起重机、港口散货起重机。这些设备对船舶以及港口机械的运营都是不可或缺的这些设备从诞生到报废的全生命周期的过程中经历以下过程：

[0003] 设计、制造、厂内调试、安装、实地联调、磨合、运行、维护、保养、报废等各个环节，其中设计、制造、厂内调试是在船舶以及港机生产制造厂家内部完成的。而安装、实地联调、磨合、运行、维护、保养、报废等各个环节是在船舶与港口上完成的。在生产制造厂家生产制造然后船厂进行设备总装以及在船舶与港口上投入实际使用的这些港口机械和设备在这所有环节中都包含了大量的信息。这些信息是船舶机械与港口机械的的全生命周期中所产生的。

[0004] 所有船舶机械设备以及港口机械设备在生产企业和造船厂内部：这些信息主要是船舶机械设备以及港口机械设备的随机资料。船舶机械设备以及港口机械设备的随机资料包含了船舶机械设备以及港口机械设备的相关设计说明与设计图纸资料、船舶机械设备以及港口机械设备的使用操作说明书、船舶机械设备以及港口机械设备维护保养手册、电气线路布线图、船舶机械设备以及港口机械设备出厂测试的检测报告、船舶机械设备以及港口机械设备的维护修理方法以及使用注意事项。这些信息对船舶机械设备以及港口机械设备在后面使用过程中能否保持正常、高效、可靠、长寿命的使用特性非常重要。传统船舶机械设备以及港口机械设备提供给用户的随机资料都是纸质资料。与船舶机械设备以及港口机械设备一起交货给客户。

[0005] 在船舶机械设备以及港口机械设备使用所在港口和船舶的生命周期内，所包含的信息主要是船舶机械设备以及港口机械设备运行过程中产生的信息，这些信息有船舶机械设备以及港口机械设备运行相关的信息、各种运行参数信息、维护保养参数信息、运行使用过程中记录的信息。归纳起来主要是船舶机械设备以及港口机械设备本身运行的电气参数信息、机械部分参数信息、液压气动等动力参数信息、设备运行周围环境信息、地理位置信息、运行天气气象信息、故障告警保护信息、输入输出指令信息、维护修理保养信息。这些信息通过各种仪表归集到船舶的机舱集中控制器与驾驶台以及港口机械操控室。

[0006] 对船舶设备和港口机械设备使用操作人与负责人而言

[0007] （1）、在船舶机械设备或者港口机械设备投入使用的过程中，船舶机械设备或者港口机械设备的纸质随机资料因为用户管理不善以及工作交接而遗失的现象非常频繁的发生。导致当对船舶机械设备或者港口机械设备维护、修理而需要查阅随机资料的时候而没有随机资料，从而使船舶机械设备或者港口机械设备得不到正确的使用和保养而造成损坏的例子屡见不鲜。

[0008] （2）、在船舶机械设备或者港口机械设备，因为设备众多，各种设备特性不一样，往往造成操作人员与维护保养负责人的工作繁琐以及工作冗余，特别是这些设备运行的现场环境和条件非常恶劣，高温、强噪音、高湿、强震动对维保人员以及操作人员身心健康均造成比较大的危害。

[0009] （3）、因为船舶机械设备或者港口机械设备的制造差异、以及后面运行的环境条件的不同而不同，通用的船舶机械设备或者港口机械设备保养手册无法适合各厂家各类型船舶机械设备或者港口机械设备，容易船舶机械设备或者港口机械设备的“过保养”和“欠保养”甚至是错误的保养。

[0010] （4）、因为船舶机械设备以及港口机械设备对设备的可靠性与安全性比其它设备要求更高，船舶机械设备或者港口机械设备出现了任何问题轻则使船舶机械设备或者港口机械设备不能运行，重则造成船舶翻沉与灭失的危险，因此对船舶机械设备或者港口机械设备而言，重点不是出了问题如何解决，而是不让船舶机械设备或者港口机械设备出现问题，这就需要对船舶机械设备或者港口机械设备的整个运行状况有一个评价以及预警。直观显示船舶机械设备以及港口机械现在的“健康状况”以及预测未来的“健康状况”，目前尚未有效的方法来测算以及预测船舶机械设备以及港口机械现在和未来的“健康状况”。

[0011] 对船舶机械设备以及港口机械所属公司以及所有人而言

[0012] （1）、因为船舶机械设备以及港口机械的高价值与高价格，一般船舶机械设备以及港口机械的资产所有人为港口公司与船舶公司，一般船舶机械设备以及港口机械的操作人员以及负责人员未雇员，并且因为船舶机械设备以及港口机械都在船舶和港口上使用，流动性非常强，公司管理层无法及时管理以及了解船舶机械设备以及港口机械的实际运行情况以及出现的问题。导致管理层无法及时准确的掌握船舶机械设备以及港口机械使用动态以及信息。

[0013] （2）、船舶机械设备以及港口机械所需要的物料与配件一般都由负责人向公司提报，公司采购部进行采购，因为船舶机械设备以及港口机械设备种类非常多，管理申购工作非常繁琐、麻烦，并且容易出错，对船舶机械设备以及港口机械的运行造成安全隐患。

[0014] （3）、船舶机械设备以及港口机械的油料购买与燃料消耗受工况以及运行环境影响非常大，并且燃料消耗占船舶机械设备以及港口机械设备运行成本的比例非常高，并且均由该船舶机械设备以及港口机械的负责人向公司报备，由于船舶机械设备以及港口机械的流动性和特殊性，船舶船舶机械设备以及港口机械设备负责人关于燃料的消耗以及采购实际数额与报备数额往往有差别，这容易造成船舶机械设备以及港口机械所有公司所有人的经济损失。

发明内容

[0015] 本发明的目的在于提供一种船舶机械与港口机械慧能系统及实现方法。

[0016] 为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种船舶机械与港口机械慧能系统，包括云端上位机应用层、通信联络层、下端船舶机械设备与港口机械设备层；

[0017] 所述云端上位机应用层包括服务器硬件系统及与该服务器硬件系统通过通信网络进行通信的用户终端；所述服务器硬件系统由多个计算机系统单元组成，各计算机系统单元由多个X86架构CPU为核心构成，且包括存储单元以及计算机系统电源；所述服务器硬件系统用于存储船舶机械设备与港口机械设备相关信息，并对该船舶机械设备与港口机械设备相关信息进行分析计算，获取船舶机械设备与港口机械设备现在及可预见的健康状况；

[0018] 所述下端船舶机械设备与港口机械设备层包括各类型的船舶机械设备与港口机械设备以及用于控制各类型船舶机械设备运行的各类型船舶机械设备控制器与用于控制各类型港口机械设备运行的各类型港口机械设备控制器；

[0019] 所述通信联络层用于实现云端上位机应用层与下端船舶机械设备与港口机械设备层之间的通信；所述通信联络层包括一协议转换器，用于将各类型船舶机械设备控制器及各类型港口机械设备控制器的通信协议转换为统一标准通信协议或将云端上位机应用层的统一标准通信协议转换为适用于各类型船舶机械设备控制器及各类型港口机械设备控制器的通信协议，以实现各类型的船舶机械设备与港口机械设备与云端上位机应用层或云端上位机应用层与各类型的船舶机械设备与港口机械设备的通信。

[0020] 在本发明一实施例中，所述用户终端包括PC机、ARM架构CPU的平板电脑、手机、掌上电脑；所述服务器硬件系统与用户终端进行通信的通信网络为INTERNET。

[0021] 在本发明一实施例中，所述服务器硬件系统通过ORACLE数据管理软件进行下端船舶机械设备与港口机械设备层传输的数据存储，并通过数据库应用软件以及数据库数据挖掘分析软件对ORACLE存储的下端船舶机械设备与港口机械设备层数据进行服务与运算分析，从而实现为用户的服务功能。

[0022] 在本发明一实施例中，所述协议转换器包括协议转换硬件模块及工作电源，且该协议转换器的信号输入端采用USB、RS232、RS485接口，该协议转换器的信号输出端采用的通信模式为WI-FI、有线INTERNET、移动通信3G/4G网络通信模块或北斗导航系统短报文通信。

[0023] 本发明还提供了一种基于上述所述的船舶机械与港口机械慧能系统的实现方法，包括如下步骤，

[0024] 步骤S01：用户通过用户终端注册，由通信网络与云端上位机应用层的服务器硬件系统进行通信，服务器硬件系统根据用户注册信息，建立各用户下对应的船舶机械设备与港口机械设备以及船舶机械设备控制器与港口机械设备控制器相关信息的数据库，并进行信息存储；

[0025] 步骤S02：船舶机械设备控制器与港口机械设备控制器分别控制船舶机械设备与港口机械设备运行，同时接收云端上位机应用层的服务器硬件系统发送的命令，通过通信联络层上传存储船舶机械设备与港口机械设备的运行信息至数据库中；

[0026] 步骤S03：云端上位机应用层的服务器硬件系统通过数据库应用软件以及数据库数据挖掘分析软件对数据库中存储的船舶机械设备与港口机械设备运行信息进行分析，并结合船舶机械设备与港口机械设备历史信息以及船舶机械设备与港口机械设备随机资料信息数据进行分析对比，计算出目前的船舶机械设备与港口机械设备的健康度状况、船舶机械设备与港口机械设备的可预见健康状况以及解决方案；

[0027] 步骤S04：云端上位机层的服务器硬件系统将步骤S03分析及计算的数据通过通信网络发送给用户终端。

[0028] 在本发明一实施例中，所述舶机械设备与港口机械设备运行信息包括各相相电压、各相电流、单/三相功率因素、单/三相有功功率、单/三相无功功率、频率、转速、发电机绕组温度、累计发电量、1KWh发电量价格、发动机机油压力、发动机冷却水进口温度、发动机冷却水出口温度、燃油液位、燃油温度、气缸温度、环境温度、蓄电池电压、三个空间维度的机械振动量值、各气缸燃油喷射压力、发动机进气压力、发动机排气压力、排气温度、发电机组整体噪音值、气缸磨损程度值、水箱散热风扇风压、开停机次数、每次运行时间、液压泵进口压力、液压泵出口压力、液压阀门位置信息、气动液压阀门位置信息、起吊力矩信息、方位坐标信息等电气、机械、液压、热力、气动、冷却、液体数量、空间位置类型信息。

[0029] 在本发明一实施例中，所述船舶机械设备与港口机械设备运行信息的采样时间间隔设置范围为1s至1min。

[0030] 在本发明一实施例中，所述船舶机械设备与港口机械设备历史信息包括历史运行信息、历史参数设置信息、历史故障信息、历史健康度及历史维护保养信息。

[0031] 相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：

[0032] （1）、妥善保管船舶机械设备以及港口机械资料和船舶机械设备以及港口机械相关信息和配置，使发船舶机械设备以及港口机械的随机资料和此船舶机械设备以及港口机械相关信息和配置在船舶机械设备以及港口机械的使用生命的周期内能够保存；

[0033] （2）、妥善解决船舶机械设备以及港口机械运行过程中的故障信息和相关信息收集存储问题，为船舶机械设备以及港口机械的健康运行提供原始数据支撑，同时船舶机械设备以及港口机械所有人能够及时准确的掌握关于船舶机械设备以及港口机械最真实的第一手资料信息；

[0034] （3）、使船舶机械设备以及港口机械能够得到适合自身特性的有效的保养，以此提高船舶机械设备以及港口机械的的工作妥善率以及寿命；

[0035] （4）、能够实时有效的检测和计算出船舶机械设备以及港口机械设备工作的实时状态数据，从而综合分析计算船舶机械设备以及港口机械设备实时健康度；这些基础数据通过数学模型进行分析计算从而会得出船舶机械设备以及港口机械设备健康度数据；

[0036] （5）、能够高效、准确的解决船舶机械设备以及港口机械的配件物料采购管理问题，保证船舶机械设备以及港口机械设备运行使用安全；

[0037] （6）、能够减少船舶机械设备与港口机械设备的物料消耗和油料消耗虚高的问题，为船舶机械设备以及港口机械设备所有人减少经济损失；间接的提高经济效益。

附图说明

[0038] 图1为本发明船舶机械与港口机械慧能系统工作原理流程图。

[0039] 图2为本发明船舶机械与港口机械慧能系统框图。

[0040] 图3为本发明通信联络层结构框图。

[0041] 图4为本发明下端船舶机械设备与港口机械设备层结构框图。

[0042] 图5为本发明云端上位机应用层框图。

具体实施方式

[0043] 下面结合附图，对本发明的技术方案进行具体说明。

[0044] 如图1至5所示，本发明的一种船舶机械与港口机械慧能系统，包括云端上位机应用层、通信联络层、下端船舶机械设备与港口机械设备层；

[0045] 所述云端上位机应用层包括服务器硬件系统及与该服务器硬件系统通过通信网络进行通信的用户终端；所述服务器硬件系统由多个计算机系统单元组成，各计算机系统单元由多个X86架构CPU为核心构成，且包括存储单元以及计算机系统电源；所述服务器硬件系统用于存储船舶机械设备与港口机械设备相关信息，并对该船舶机械设备与港口机械设备相关信息进行分析计算，获取船舶机械设备与港口机械设备现在及可预见的健康状况；

[0046] 所述下端船舶机械设备与港口机械设备层包括各类型的船舶机械设备与港口机械设备以及用于控制各类型船舶机械设备运行的各类型船舶机械设备控制器与用于控制各类型港口机械设备运行的各类型港口机械设备控制器；

[0047] 所述通信联络层用于实现云端上位机应用层与下端船舶机械设备与港口机械设备层之间的通信；所述通信联络层包括一协议转换器，用于将各类型船舶机械设备控制器及各类型港口机械设备控制器的通信协议转换为统一标准通信协议或将云端上位机应用层的统一标准通信协议转换为适用于各类型船舶机械设备控制器及各类型港口机械设备控制器的通信协议，以实现各类型的船舶机械设备与港口机械设备与云端上位机应用层或云端上位机应用层与各类型的船舶机械设备与港口机械设备的通信。

[0048] 本发明还提供了一种基于上述所述的船舶机械与港口机械慧能系统的实现方法，包括如下步骤，

[0049] 步骤S01：用户通过用户终端注册，由通信网络与云端上位机应用层的服务器硬件系统进行通信，服务器硬件系统根据用户注册信息，建立各用户下对应的船舶机械设备与港口机械设备以及船舶机械设备控制器与港口机械设备控制器相关信息的数据库，并进行信息存储；

[0050] 步骤S02：船舶机械设备控制器与港口机械设备控制器分别控制船舶机械设备与港口机械设备运行，同时接收云端上位机应用层的服务器硬件系统发送的命令，通过通信联络层上传存储船舶机械设备与港口机械设备的运行信息至数据库中；

[0051] 步骤S03：云端上位机应用层的服务器硬件系统通过数据库应用软件以及数据库数据挖掘分析软件对数据库中存储的船舶机械设备与港口机械设备运行信息进行分析，并结合船舶机械设备与港口机械设备历史信息以及船舶机械设备与港口机械设备随机资料信息数据进行分析对比，计算出目前的船舶机械设备与港口机械设备的健康度状况、船舶机械设备与港口机械设备的可预见健康状况以及解决方案；

[0052] 步骤S04：云端上位机层的服务器硬件系统将步骤S03分析及计算的数据通过通信网络发送给用户终端。

[0053] 以下为本发明的一具体实施方案。

[0054] 船舶机械与港口机械慧能系统是一个集成了控制技术、信息传输技术、数据挖掘技术、数据库技术、电力技术、内燃机技术、传感器技术、软件技术、电子技术、电气控制技术、电子仪器仪表技术等众多技术于一体而组成。从组成层次上来看，船舶机械与港口机械慧能系统由云端上位机应用层、通信联络层、下端船舶机械设备与港口机械设备层组成。云端上位机应用层是船舶机械与港口机械慧能系统的功能最终实现层。船舶机械与港口机械慧能系统所有面对客户的功能均在此层面得以实现。 下端层是云端上位机应用层的基础，该层负责提供信息以及执行云端上位机层的命令。通信联络层是负责为云端上位机应用层与下端船舶机械设备与港口机械设备层提供通信联络功能。

[0055] 云端上位机应用层由软件和硬件设备组成，硬件设备由服务器硬件、用户使用终端、用户使用终端与服务器之间的通信网络所组成，软件由服务器端系统软件、数据库管理软件、数据库应用软件、数据库数据挖掘分析软件、服务器端应用服务软件、用户终端使用软件、其它软件等组成。

[0056] 在硬件设备中，服务器硬件主要由多个计算机系统单元组成，每个计算机系统单元是以多个X86架构CPU为核心构成的，这些计算机系统单元包含了大容量硬盘存储阵列、大容量RAM、以及为硬件服务的电源。

[0057] 在硬件设备中用户使用终端是整个船舶机械与港口机械慧能系统为用户服务的基础。这些终端既可以是个人PC机（X86架构CPU并且安装使用的WINDOWS系列或者MAC OS X或者LINUX操作系统），也可以是使用ARM架构CPU的平板电脑、手机、掌上电脑（这些设备使用的是MAC OS 或者ANDROID或者WINDOWS10操作系统），也可以是ARM架构CPU+ANDROID系统的其它终端（配备显示器或电视+遥控器）的设备。

[0058] 服务器硬件与用户使用终端是通过通信网络来进行的，这个网络是通过INTERNET来进行通信。借助与公共INTERNET，服务器硬件与用户使用终端可以进行双向通信，服务器因此可以向用户终端提供服务。

[0059] 云端上位机应用层软件主要由服务器的系统软件、用户终端的系统软件、这两个系统软件是其它软件运行的基础，目前服务器端操作系统采用主流的WINDOWS操作系统以及开源LINUX操作系统，用户终端的系统软件为用户终端生产商所配置的系统软件，目前主流的为WINDOWS与ANDROID以及MAC OS。在服务器端运行的数据管理软件目前采用的ORACLE，此数据库软件对下端船舶机械设备与港口机械设备层传输过来的原始数据进行有序存储以及管理，数据库应用软件以及数据库数据挖掘分析软件对ORACLE存储的原始数据进行服务与运算分析，从而实现为用户的服务功能。

[0060] 下端船舶机械设备与港口机械设备层是云端上位机应用层的基础，下端船舶机械设备与港口机械设备层由各类型的各类型船舶机械设备控制器与各类型港口机械设备控制器所组成。

[0061] 下端船舶机械设备与港口机械设备层与云端上位机应用层之间工作与联系是通信联络层来实现的，通信联络层目前可以采用的形式为有线与无线（WI-FI）接入INTERNET。或者几大电信营运商的手机通信网络3G/4G，在通信联络层中，有一协议转换器，该协议转换器把不同下端船舶机械设备与港口机械设备层厂家的控制器通信协议转换为统一标准通信协议来与云端上位机应用层进行通信。该协议转换器由两部分组成，硬件部分和软件部分。硬件部分由信号输入端，信号输出端，协议转换硬件模块以及工作电源四部分组成。
其中信号输入端采用的通信硬件形式有USB、RS232、RS485。信号输出端采用的通信模式为WI-FI、有线INTERNET或者移动通信3G/4G网络通信模块或者北斗定位系统短报文通信。

[0062] 船舶机械与港口机械慧能系统的工作原理，该系统的工作原理过程如下。正常工作的时候，船舶机械设备与港口机械设备设备层的控制系统一方面控制船舶机械设备与港口机械设备的运行，另外一个方面接受云端上位机的命令，通过通信联络层向云端上位机端传递船舶机械设备与港口机械设备的运行数据信息，云端上位机把接受到的船舶机械设备与港口机械设备的数据通过数据库软件把数据存储在数据库中，在数据库数据存储完成后，云端上位机的应用软件对实时采集的数据进行分析与计算，并且与船舶机械设备与港口机械设备的不同历史时期以及船舶机械设备与港口机械设备厂家的数据手册上的数据进行分析对比，同时根据所采集船舶机械设备与港口机械设备的电气、机械、液压、气动、冷却等子系统厂家提供的故障预警数学模型，不仅可以计算出目前的船舶机械设备与港口机械设备的健康度，而且可以预见船舶机械设备与港口机械设备在什么时间会发生什么样的故障，并且提供需要避免故障所采取的措施方法。

[0063] 用户端通过账号，输入密码，进入到自己权利范围内的数据服务软件，实时查询船舶机械设备与港口机械设备组历史信息，包括历史运行数据信息、历史参数设置信息、历史故障信息、历史健康度、历史维护保养信息、历史运行记录；实时运行信息，包括实时运行数据信息、实时健康度信息；船舶机械设备与港口机械设备未来健康度预测，包括未来故障预警、可能发生故障的信息、可用的故障处理方法，船舶机械设备与港口机械设备相关随机资料和随机信息资料。

[0064] 船舶机械设备与港口机械设备历史信息中的历史运行数据信息，包含了历史时期记录下的数据，这些数据的记录最小间隔为1秒、最长间隔时间为1分钟，用户可以设置这些数据的记录间隔时间，这些运行数据信息可以包含如下信息，也不仅仅包含如下信息，这些数据根据各自船舶机械设备与港口机械设备的类型不同和用户的需求来灵活调整，包含各相相电压、各相电流、单/三相功率因素、单/三相有功功率、单/三相无功功率、频率、转速、发电机绕组温度、累计发电量、1KWh发电量价格、发动机机油压力、发动机冷却水进口温度、发动机冷却水出口温度、燃油液位、燃油温度、气缸温度、环境温度、蓄电池电压、三个空间维度的机械振动量值、各气缸燃油喷射压力、发动机进气压力、发动机排气压力、排气温度、发电机组整体噪音值、气缸磨损程度值、水箱散热风扇风压、开停机次数、每次运行时间、液压泵进口压力、液压泵出口压力、液压阀门位置信息、气动液压阀门位置信息、起吊力矩信息、方位坐标信息等电气、机械、液压、热力、气动、冷却、液体数量、空间位置类型信息。

[0065] 历史参数设置信息，这些设置信息为船舶机械设备与港口机械设备在历史时期记录下的设置数据，这些数据为用户改变船舶机械设备与港口机械设备设置的数据信息，这些信息可以包含如下信息而不仅仅包含这些信息，这些数据可以根据各自船舶机械设备与港口机械设备的类型不同和用户的需求来灵活设置，这些信息为：船舶机械设备与港口机械设备的各类型电气、机械、液压、热力、气动、冷却、液体数量、空间位置的相关保护值与参数值设定信息。

[0066] 历史故障信息，是指：船舶机械设备与港口机械设备在运行过程中发生的故障的信息，包含发生故障的时间、发生故障的具体故障点信息、故障的类型。

[0067] 历史健康度，是指对一般用户来讲，通过：船舶机械设备与港口机械设备的健康度来直观的体现：船舶机械设备与港口机械设备的可以运行情况，不必关心：船舶机械设备与港口机械设备复杂的相关指标，健康度反映了：船舶机械设备与港口机械设备可以正常工作的程度，：船舶机械设备与港口机械设备健康度分为三个等级，正常使用，限制负荷使用，不能使用三个级别。历史健康度记录了：船舶机械设备与港口机械设备在历史时期的实时健康度信息。

[0068] 历史维护保养信息，是：船舶机械设备与港口机械设备维护过程中所记录下来的信息，这些信息包含维护保养的时间、维护保养的内容、维护保养中使用耗材的名称、数量、厂家信息、维护保养的公司与维护保养的人员，维护保养过程中，船舶机械设备与港口机械设备的检查情况，这些信息在船舶机械设备与港口机械设备保养过程中录入：录入到船舶机械设备与港口机械设备控制器内。

[0069] 以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。