智能船舶自動控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種智能船舶自動控制系統(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、連接在對應的CAN分收發(fā)器上的若干智能節(jié)點、各智能節(jié)點與外部設備進行數(shù)據(jù)交換,其中，CAN總收發(fā)器終端與若干CAN分收發(fā)器之間連接有至少一電阻。本實用新型通過將CAN總收發(fā)器分散成若干CAN分收發(fā)器，每個CAN分收發(fā)器再通過智能節(jié)點單獨輸入和輸出船舶信息，實現(xiàn)全船網(wǎng)絡互連、數(shù)據(jù)共享，且在CAN總收發(fā)器終端與若干CAN分收發(fā)器之間連接有電阻，為了實現(xiàn)阻抗匹配，保證驅(qū)動能力，且可以防止信號反射。
【專利說明】智能船舶自動控制系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及船舶自動控制【技術領域】，尤其涉及一種智能船舶自動控制系統(tǒng)?！颈尘凹夹g】
[0002]自動舵是船舶操縱系統(tǒng)中的重要設備，航向控制是指通過操縱舵機，使船舶首向角跟蹤設定航向，船舶操縱具有非線性慢時特性，船舶運動還受到各種隨機干擾(如風、浪、流)的影響。現(xiàn)代自動舵要求能夠?qū)崿F(xiàn)精確的航向控制。
[0003]自動舵內(nèi)部涉及到多個功能單元之間的數(shù)據(jù)交換，同時需要連接到船舶設備網(wǎng)絡，現(xiàn)有船舶自動舵在數(shù)據(jù)通信以實現(xiàn)全船網(wǎng)絡網(wǎng)絡互連和數(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)總線讀寫方式是一種數(shù)據(jù)空間讀寫訪問的數(shù)據(jù)交換方式，信息傳送石通過地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線來完成的，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，不能實現(xiàn)復雜的軟件通信協(xié)議，另外IO端口方式基本無法實現(xiàn)外部聯(lián)網(wǎng)，目前有些機械式的自動舵廣泛采用此方式。
[0006]第三種是其他總線，目前實用的自動舵內(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)沖突和碰撞偵測無法實現(xiàn),其他的總線方式受限于點對點的通信，根本無法實現(xiàn)內(nèi)部多個功能單元的聯(lián)網(wǎng)通信。
[0007]故需要設計一種新的智能船舶自動控制系統(tǒng)。
實用新型內(nèi)容
[0008]本實用新型的目的是提供一種實現(xiàn)全船網(wǎng)絡互連、數(shù)據(jù)共享的船舶自動操舵儀控制系統(tǒng)。
[0009]本實用新型提供一種智能船舶自動控制系統(tǒng)，其特征在于: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、連接在對應的CAN分收發(fā)器上的若干智能節(jié)點，各智能節(jié)點與外部設備進行數(shù)據(jù)交換；CAN總收發(fā)器終端與若干CAN分收發(fā)器之間并聯(lián)有兩個電阻；所述CAN總收發(fā)器包括:CAN核、消息RAM、消息處理狀態(tài)機、以及模塊接口分收發(fā)器有四個，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；所述智能節(jié)點也有四個，分別為:智能節(jié)點一、智能節(jié)點二、智能節(jié)點三、以及，且CAN收發(fā)器一與智能節(jié)點一連接、CAN收發(fā)器二與智能節(jié)點二連接、CAN收發(fā)器三與智能節(jié)點三連接、CAN收發(fā)器四與智能節(jié)點四連接；所述智能節(jié)點一與外部設備之間進行串口信號交換，所述智能節(jié)點二與外部設備之間進行開關量信號交換，所述智能節(jié)點三與外部設備之間進行舵角信息交換，所述智能節(jié)點四連接顯示部件。
[0010]作為對上述技術方案的進一步優(yōu)化，開關量信號包括裝載情況信號、海況信號、工作模式轉(zhuǎn)換信號以及泵組選擇信號。[0011]作為對上述技術方案的進一步優(yōu)化，舵角信息包括舵角指令以及反饋舵角的信
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[0012]本實用新型通過將CAN總收發(fā)器分散成若干CAN分收發(fā)器，每個CAN分收發(fā)器再通過智能節(jié)點單獨輸入和輸出船舶信息，實現(xiàn)全船網(wǎng)絡互連、數(shù)據(jù)共享，且在CAN總收發(fā)器終端與若干CAN分收發(fā)器之間連接有電阻，為了實現(xiàn)阻抗匹配，保證驅(qū)動能力，且可以防止信號反射。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型一種智能船舶自動控制系統(tǒng)的電路圖。
【具體實施方式】
[0014]為更進一步闡述本實用新型為達成預定實用新型目的所采取的技術手段及功效，以下結合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本實用新型提出的加油口蓋開啟手柄總成的【具體實施方式】、結構、特征及其功效，詳細說明如下:
[0015]有關本實用新型的前述及其它技術內(nèi)容、特點及功效，在以下配合參考圖式的較佳實施例的詳細說明中將可清楚呈現(xiàn)。通過【具體實施方式】的說明，當可對本實用新型為達成預定目的所采取的技術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明之用，并非用來對本實用新型加以限制。
[0016]本實用新型是一種船舶自動操舵儀控制系統(tǒng),本實用新型采用CAN (ControllerArea Network，局域控制網(wǎng))總收發(fā)器通信與控制的自動操舵儀的駕駛功能，實現(xiàn)全船網(wǎng)絡互連、數(shù)據(jù)共享，具有很好的應用前景，船舶的羅經(jīng)、GPS、計程儀、VDR (船載航行數(shù)據(jù)記錄儀)、顯示部件等設備節(jié)點掛接在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設置標識符讀取CAN控制單元10上信息，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享。
[0017]如圖1所示為船舶自動操舵儀控制系統(tǒng)的電路圖，本自動操舵儀包括:CAN控制單元10、通過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(在本實施例中，CAN總收發(fā)器20分散成四個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 ；當然根據(jù)實際需要，也可以分散成兩個、三個、五個、等等若干個CAN分收發(fā)器)、并聯(lián)連接在CAN總收發(fā)器20終端與四個CAN分收發(fā)器之間的兩個電阻R131和電阻R232、對應由每個CAN分收發(fā)器連接有智能節(jié)點，即CAN收發(fā)器一 41連接有智能節(jié)點一 51、CAN收發(fā)器二 42連接有智能節(jié)點二 52、CAN收發(fā)器三43連接有智能節(jié)點三53、以及CAN收發(fā)器四44連接有智能節(jié)點四54。各智能節(jié)點與外部設備進行數(shù)據(jù)交換，其中智能節(jié)點一與外部設備之間進行串口信號61交換，智能節(jié)點二與外部設備之間進行開關量信號62交換，智能節(jié)點三與外部設備之間進行舵角信息63交換，所述智能節(jié)點四連接顯示部件64并與其進行相關數(shù)據(jù)交換。
[0018]其中，CAN控制單元10與智能節(jié)點均具有輸入和輸出特性，CANRX代表輸入腳，CANTX代表輸出腳。
[0019]兩個電阻R131和電阻R232并聯(lián)在CAN總收發(fā)器20終端，是為了實現(xiàn)阻抗匹配，保證驅(qū)動能力，且可以防止信號反射。
[0020]本實用新型通過引入CAN總收發(fā)器20，并將CAN總收發(fā)器20分散成四個CAN分收發(fā)器，進而把船舶集中式控制系統(tǒng)向分散式系統(tǒng)進行轉(zhuǎn)化。
[0021]智能節(jié)點連接在對應的CAN分收發(fā)器上、作為網(wǎng)絡節(jié)點的智能設備連接為網(wǎng)絡系統(tǒng)，為進一步構成自動化系統(tǒng)，實現(xiàn)控制、報警、顯示、監(jiān)控、優(yōu)化及管控一體化的綜合自動化功能打下基礎。
[0022]在本實用新型中，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、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CAN控制器交換數(shù)據(jù)。 [0023]羅經(jīng)、舵角、氣象儀、計程儀、組合導航定位系統(tǒng)、VDR等相關智能設備傳輸來的串口信號61通過智能節(jié)點一 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。
[0024]自動舵的開關量信號62通過智能節(jié)點二52與CAN收發(fā)器二 42實現(xiàn)通信。其中開關量信號62包括裝載情況、海況、工作模式轉(zhuǎn)換、泵組選擇等信號，開關量發(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。
[0025]脈沖信號和電平信號與CAN總收發(fā)器20之間的通信，單片機檢測脈沖信號，通過處理檢測到的脈沖信號，將處理結果通過智能節(jié)點三53發(fā)送到CAN總收發(fā)器20上。
[0026]艦船上的舵角指令以及反饋舵角的信息(統(tǒng)稱為舵角信息63)都是電位計產(chǎn)生的，電位計輸出的是電平信號。將得到的信號經(jīng)過芯片內(nèi)嵌的A/D轉(zhuǎn)換模塊，轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號，再通過智能節(jié)點三53、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設置同樣的標識符讀取CAN總收發(fā)器20上的舵角信息63。
[0027]顯示部件64通過智能節(jié)點四54與CAN收發(fā)器四44之間實現(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。
[0028]本實用新型通過將CAN總收發(fā)器分散成若干CAN分收發(fā)器，每個CAN分收發(fā)器再通過智能節(jié)點單獨輸入和輸出船舶信息，實現(xiàn)全船網(wǎng)絡互連、數(shù)據(jù)共享，具有很好的應用前
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[0029]以上所述，僅是本實用新型的實施例而已，并非對本實用新型作任何形式上的限制，雖然本實用新型已以實施例揭露如上，然而并非用以限定本實用新型，任何熟悉本專業(yè)的技術人員，在不脫離本實用新型技術方案范圍內(nèi)，當可利用上述揭示的技術內(nèi)容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本實用新型技術方案內(nèi)容，依據(jù)本實用新型的技術實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實用新型技術方案的范圍內(nèi)。
【權利要求】
1.智能船舶自動控制系統(tǒng)，其特征在于: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、連接在對應的CAN分收發(fā)器上的若干智能節(jié)點，各智能節(jié)點與外部設備進行數(shù)據(jù)交換；CAN總收發(fā)器終端與若干CAN分收發(fā)器之間并聯(lián)有兩個電阻；所述CAN總收發(fā)器包括:CAN核、消息RAM、消息處理狀態(tài)機、以及模塊接口 ；所述CAN分收發(fā)器有四個，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；所述智能節(jié)點也有四個，分別為:智能節(jié)點一、智能節(jié)點二、智能節(jié)點三、以及，且CAN收發(fā)器一與智能節(jié)點一連接、CAN收發(fā)器二與智能節(jié)點二連接、CAN收發(fā)器三與智能節(jié)點三連接、CAN收發(fā)器四與智能節(jié)點四連接；所述智能節(jié)點一與外部設備之間進行串口信號交換，所述智能節(jié)點二與外部設備之間進行開關量信號交換，所述智能節(jié)點三與外部設備之間進行舵角信息交換，所述智能節(jié)點四連接顯示部件。
2.根據(jù)權利要求1所述的智能船舶自動控制系統(tǒng)，其特征在于:開關量信號包括裝載情況信號、海況信號、工作模式轉(zhuǎn)換信號以及泵組選擇信號。
3.根據(jù)權利要求1所述的智能船舶自動控制系統(tǒng)，其特征在于:舵角信息包括舵角指令以及反饋舵角的信息。
【文檔編號】G08C19/00GK203455945SQ201320529072
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年8月28日 優(yōu)先權日:2013年8月28日
【發(fā)明者】陳正壽, 謝應孝 申請人:浙江海洋學院