船舶自動(dòng)操舵儀控制系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型提供一種船舶自動(dòng)操舵儀控制系統(tǒng),其包括：CAN控制單元、與CAN控制單元連接的CAN總收發(fā)器、連接在CAN總收發(fā)器上的若干CAN分收發(fā)器、連接在對(duì)應(yīng)的CAN分收發(fā)器上的若干智能節(jié)點(diǎn)，各智能節(jié)點(diǎn)與外部設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。本實(shí)用新型通過(guò)將CAN總收發(fā)器分散成若干CAN分收發(fā)器，每個(gè)CAN分收發(fā)器再通過(guò)智能節(jié)點(diǎn)單獨(dú)輸入和輸出船舶信息，實(shí)現(xiàn)全船網(wǎng)絡(luò)互連、數(shù)據(jù)共享，具有很好的應(yīng)用前景。
【專(zhuān)利說(shuō)明】船舶自動(dòng)操舵儀控制系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及船舶自動(dòng)控制【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種船舶自動(dòng)操舵儀控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]自動(dòng)舵用于實(shí)現(xiàn)船舶的自動(dòng)駕駛，它是在隨動(dòng)舵的基礎(chǔ)上，利用電羅經(jīng)或磁羅經(jīng)、GPS等設(shè)備，通過(guò)實(shí)時(shí)獲取實(shí)際航向和設(shè)定航向之間的偏航信號(hào)、船舶速度、以及海況、風(fēng)、浪、流等環(huán)境信息，自動(dòng)運(yùn)行航跡控制算法，計(jì)算得到并給出舵令以控制船舶到指定航向/航跡上，最終實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛功能。
[0003]自動(dòng)舵內(nèi)部涉及到多個(gè)功能單元之間的數(shù)據(jù)交換，同時(shí)需要連接到船舶設(shè)備網(wǎng)絡(luò)，現(xiàn)有船舶自動(dòng)舵在數(shù)據(jù)通信以實(shí)現(xiàn)全船網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)互連和數(shù)據(jù)共享的方式有以下三種。
[0004]第一種是數(shù)據(jù)總線方式，數(shù)據(jù)總線讀寫(xiě)方式是一種數(shù)據(jù)空間讀寫(xiě)訪問(wèn)的數(shù)據(jù)交換方式，信息傳送石通過(guò)地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線來(lái)完成的，這種方式傳遞速率高，但其性能受限于單板電路。
[0005]第二種是IO端口方式，IO端口可以有串行和并行兩種方式，自動(dòng)舵內(nèi)部功能單元之間使用IO端口交換數(shù)據(jù)，受限于通信的速率和通信線的距離，不能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的軟件通信協(xié)議，另外IO端口方式基本無(wú)法實(shí)現(xiàn)外部聯(lián)網(wǎng)，目前有些機(jī)械式的自動(dòng)舵廣泛采用此方式。
[0006]第三種是其他總線，目前實(shí)用的自動(dòng)舵內(nèi)部廣泛使用RS422/RS232/RS485等系列的總線，RS422/RS585限于單主從方式，多主從的總線數(shù)據(jù)沖突和碰撞偵測(cè)無(wú)法實(shí)現(xiàn),其他的總線方式受限于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信，根本無(wú)法實(shí)現(xiàn)內(nèi)部多個(gè)功能單元的聯(lián)網(wǎng)通信。
[0007]故需要設(shè)計(jì)一種新的一種船舶自動(dòng)操舵儀控制系統(tǒng)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0008]本實(shí)用新型的目的是提供一種實(shí)現(xiàn)全船網(wǎng)絡(luò)互連、數(shù)據(jù)共享的船舶自動(dòng)操舵儀控制系統(tǒng)。
[0009]本實(shí)用新型提供一種、船舶自動(dòng)操舵儀控制系統(tǒng)，其特征在于包括:CAN控制單元、與CAN控制單元連接的CAN總收發(fā)器、連接在CAN總收發(fā)器上的若干CAN分收發(fā)器、連接在對(duì)應(yīng)的CAN分收發(fā)器上的若干智能節(jié)點(diǎn)，各智能節(jié)點(diǎn)與外部設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
[0010]作為對(duì)上述技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)化，CAN總收發(fā)器包括:CAN核、消息RAM、消息處理狀態(tài)機(jī)、以及模塊接口。
[0011]作為對(duì)上述技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述CAN分收發(fā)器有四個(gè)，分別為:CAN收發(fā)器一、CAN收發(fā)器二、CAN收發(fā)器三、以及CAN收發(fā)器四。
[0012]作為對(duì)上述技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述智能節(jié)點(diǎn)也有四個(gè)，分別為:智能節(jié)點(diǎn)一、智能節(jié)點(diǎn)二、智能節(jié)點(diǎn)三、以及，且CAN收發(fā)器一與智能節(jié)點(diǎn)一連接、CAN收發(fā)器二與智能節(jié)點(diǎn)二連接、CAN收發(fā)器三與智能節(jié)點(diǎn)三連接、CAN收發(fā)器四與智能節(jié)點(diǎn)四連接。[0013]作為對(duì)上述技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述智能節(jié)點(diǎn)一與外部設(shè)備之間進(jìn)行串口信號(hào)交換，所述智能節(jié)點(diǎn)二與外部設(shè)備之間進(jìn)行開(kāi)關(guān)量信號(hào)交換，所述智能節(jié)點(diǎn)三與外部設(shè)備之間進(jìn)行舵角信息交換，所述智能節(jié)點(diǎn)四連接顯示部件。
[0014]本實(shí)用新型通過(guò)將CAN總收發(fā)器分散成若干CAN分收發(fā)器，每個(gè)CAN分收發(fā)器再通過(guò)智能節(jié)點(diǎn)單獨(dú)輸入和輸出船舶信息，實(shí)現(xiàn)全船網(wǎng)絡(luò)互連、數(shù)據(jù)共享，具有很好的應(yīng)用前
旦
-5^ O 【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是本實(shí)用新型船舶自動(dòng)操舵儀控制系統(tǒng)的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]為更進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型為達(dá)成預(yù)定實(shí)用新型目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本實(shí)用新型提出的加油口蓋開(kāi)啟手柄總成的【具體實(shí)施方式】、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說(shuō)明如下:
[0017]有關(guān)本實(shí)用新型的前述及其它技術(shù)內(nèi)容、特點(diǎn)及功效，在以下配合參考圖式的較佳實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明中將可清楚呈現(xiàn)。通過(guò)【具體實(shí)施方式】的說(shuō)明，當(dāng)可對(duì)本實(shí)用新型為達(dá)成預(yù)定目的所采取的技術(shù)手段及功效得以更加深入且具體的了解，然而所附圖式僅是提供參考與說(shuō)明之用，并非用來(lái)對(duì)本實(shí)用新型加以限制。
[0018]本實(shí)用新型是一種船舶自動(dòng)操舵儀控制系統(tǒng),本實(shí)用新型采用CAN (ControllerArea Network，局域控制網(wǎng))總收發(fā)器通信與控制的自動(dòng)操舵儀的駕駛功能，實(shí)現(xiàn)全船網(wǎng)絡(luò)互連、數(shù)據(jù)共享，具有很好的應(yīng)用前景，船舶的羅經(jīng)、GPS、計(jì)程儀、VDR (船載航行數(shù)據(jù)記錄儀)、顯示部件等設(shè)備節(jié)點(diǎn)掛接在CAN總收發(fā)器上，將數(shù)據(jù)發(fā)送CAN控制單元10，需求信息的部件通過(guò)設(shè)置標(biāo)識(shí)符讀取CAN控制單元10上信息，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享。
[0019]如圖1所示為船舶自動(dòng)操舵儀控制系統(tǒng)的電路圖，本自動(dòng)操舵儀包括:CAN控制單元10、通過(guò)CAN控制單元10輸入和輸出的CAN總收發(fā)器20、將CAN總收發(fā)器20分散成若干CAN分收發(fā)器(在本實(shí)施例中，CAN總收發(fā)器20分散成四個(gè)CAN分收發(fā)器,分別為:CAN收發(fā)器一 41、CAN收發(fā)器二 42、CAN收發(fā)器三43、以及CAN收發(fā)器四44 ；當(dāng)然根據(jù)實(shí)際需要，也可以分散成兩個(gè)、三個(gè)、五個(gè)、等等若干個(gè)CAN分收發(fā)器)、并聯(lián)連接在CAN總收發(fā)器20終端與四個(gè)CAN分收發(fā)器之間的兩個(gè)電阻R131和電阻R232、對(duì)應(yīng)由每個(gè)CAN分收發(fā)器連接有智能節(jié)點(diǎn)，即CAN收發(fā)器一 41連接有智能節(jié)點(diǎn)一 51、CAN收發(fā)器二 42連接有智能節(jié)點(diǎn)二 52、CAN收發(fā)器三43連接有智能節(jié)點(diǎn)三53、以及CAN收發(fā)器四44連接有智能節(jié)點(diǎn)四54。各智能節(jié)點(diǎn)與外部設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，其中智能節(jié)點(diǎn)一與外部設(shè)備之間進(jìn)行串口信號(hào)61交換，智能節(jié)點(diǎn)二與外部設(shè)備之間進(jìn)行開(kāi)關(guān)量信號(hào)62交換，智能節(jié)點(diǎn)三與外部設(shè)備之間進(jìn)行舵角信息63交換，所述智能節(jié)點(diǎn)四連接顯示部件64并與其進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)交換。
[0020]其中，CAN控制單元10與智能節(jié)點(diǎn)均具有輸入和輸出特性，CANRX代表輸入腳，CANTX代表輸出腳。
[0021]兩個(gè)電阻R131和電阻R232并聯(lián)在CAN總收發(fā)器20終端，是為了實(shí)現(xiàn)阻抗匹配，保證驅(qū)動(dòng)能力，且可以防止信號(hào)反射。
[0022]本實(shí)用新型通過(guò)引入CAN總收發(fā)器20，并將CAN總收發(fā)器20分散成四個(gè)CAN分收發(fā)器，進(jìn)而把船舶集中式控制系統(tǒng)向分散式系統(tǒng)進(jìn)行轉(zhuǎn)化。
[0023]智能節(jié)點(diǎn)連接在對(duì)應(yīng)的CAN分收發(fā)器上、作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的智能設(shè)備連接為網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，為進(jìn)一步構(gòu)成自動(dòng)化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)控制、報(bào)警、顯示、監(jiān)控、優(yōu)化及管控一體化的綜合自動(dòng)化功能打下基礎(chǔ)。
[0024]在本實(shí)用新型中，CAN總收發(fā)器20提供了 CAN控制器與物理總線之間的接口，是影響網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)安全性、可靠性和電磁兼容性的主要內(nèi)容，其包括:CAN核、消息RAM、消息處理狀態(tài)機(jī)、以及模塊接口，其中，CAN核用于協(xié)議控制和消息串并轉(zhuǎn)換，消息處理器用于控制CAN核和消息RAM之間的數(shù) 據(jù)傳輸，模塊接口用于CPU與整個(gè)CAN控制器交換數(shù)據(jù)。
[0025]羅經(jīng)、舵角、氣象儀、計(jì)程儀、組合導(dǎo)航定位系統(tǒng)、VDR等相關(guān)智能設(shè)備傳輸來(lái)的串口信號(hào)61通過(guò)智能節(jié)點(diǎn)一 51與CAN收發(fā)器一 41的轉(zhuǎn)換，與系統(tǒng)主控模板之間實(shí)現(xiàn)信息的交換，他們之間的通信總線采用傳統(tǒng)的RS-485或RS-422總線。
[0026]自動(dòng)舵的開(kāi)關(guān)量信號(hào)62通過(guò)智能節(jié)點(diǎn)二52與CAN收發(fā)器二 42實(shí)現(xiàn)通信。其中開(kāi)關(guān)量信號(hào)62包括裝載情況、海況、工作模式轉(zhuǎn)換、泵組選擇等信號(hào)，開(kāi)關(guān)量發(fā)生變化后，配置成CAN數(shù)據(jù)幀格式，將數(shù)據(jù)發(fā)送到CAN總收發(fā)器20上。
[0027]脈沖信號(hào)和電平信號(hào)與CAN總收發(fā)器20之間的通信，單片機(jī)檢測(cè)脈沖信號(hào)，通過(guò)處理檢測(cè)到的脈沖信號(hào)，將處理結(jié)果通過(guò)智能節(jié)點(diǎn)三53發(fā)送到CAN總收發(fā)器20上。
[0028]艦船上的舵角指令以及反饋舵角的信息(統(tǒng)稱(chēng)為舵角信息63)都是電位計(jì)產(chǎn)生的，電位計(jì)輸出的是電平信號(hào)。將得到的信號(hào)經(jīng)過(guò)芯片內(nèi)嵌的A/D轉(zhuǎn)換模塊，轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)，再通過(guò)智能節(jié)點(diǎn)三53、CAN收發(fā)器三43將信息發(fā)到CAN總收發(fā)器20上，CAN控制單元10設(shè)置同樣的標(biāo)識(shí)符讀取CAN總收發(fā)器20上的舵角信息63。
[0029]顯示部件64通過(guò)智能節(jié)點(diǎn)四54與CAN收發(fā)器四44之間實(shí)現(xiàn)通信，顯示部件64可顯示船舶速度、船舶內(nèi)溫度、以及氣象等信息。
[0030]本實(shí)用新型通過(guò)將CAN總收發(fā)器分散成若干CAN分收發(fā)器，每個(gè)CAN分收發(fā)器再通過(guò)智能節(jié)點(diǎn)單獨(dú)輸入和輸出船舶信息，實(shí)現(xiàn)全船網(wǎng)絡(luò)互連、數(shù)據(jù)共享，具有很好的應(yīng)用前
旦
-5^ O
[0031]以上所述，僅是本實(shí)用新型的實(shí)施例而已，并非對(duì)本實(shí)用新型作任何形式上的限制，雖然本實(shí)用新型已以實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本實(shí)用新型，任何熟悉本專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.船舶自動(dòng)操舵儀控制系統(tǒng)，其特征在于包括:CAN控制單元、與CAN控制單元連接的CAN總收發(fā)器、連接在CAN總收發(fā)器上的若干CAN分收發(fā)器、連接在對(duì)應(yīng)的CAN分收發(fā)器上的若干智能節(jié)點(diǎn)，各智能節(jié)點(diǎn)與外部設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船舶自動(dòng)操舵儀控制系統(tǒng)，其特征在于:CAN總收發(fā)器包括:CAN核、消息RAM、消息處理狀態(tài)機(jī)、以及模塊接口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船舶自動(dòng)操舵儀控制系統(tǒng)，其特征在于:所述CAN分收發(fā)器有四個(gè)，分別為=CAN收發(fā)器一、CAN收發(fā)器二、CAN收發(fā)器三、以及CAN收發(fā)器四。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的船舶自動(dòng)操舵儀控制系統(tǒng)，其特征在于:所述智能節(jié)點(diǎn)也有四個(gè)，分別為:智能節(jié)點(diǎn)一、智能節(jié)點(diǎn)二、智能節(jié)點(diǎn)三、以及，且CAN收發(fā)器一與智能節(jié)點(diǎn)一連接、CAN收發(fā)器二與智能節(jié)點(diǎn)二連接、CAN收發(fā)器三與智能節(jié)點(diǎn)三連接、CAN收發(fā)器四與智能節(jié)點(diǎn)四連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的船舶自動(dòng)操舵儀控制系統(tǒng)，其特征在于:所述智能節(jié)點(diǎn)一與外部設(shè)備之間進(jìn)行串口信號(hào)交換，所述智能節(jié)點(diǎn)二與外部設(shè)備之間進(jìn)行開(kāi)關(guān)量信號(hào)交換，所述智能節(jié)點(diǎn)三與外部設(shè)備之間進(jìn)行舵角信息交換，所述智能節(jié)點(diǎn)四連接顯示部件。
【文檔編號(hào)】B63H25/08GK203450366SQ201320529924
【公開(kāi)日】2014年2月26日 申請(qǐng)日期:2013年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月28日
【發(fā)明者】謝應(yīng)孝 申請(qǐng)人:浙江海洋學(xué)院