CN107463134A - 一种船用驾驶室控制台 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种船用驾驶室控制台，其解决现有驾驶室控制台的各个设备独立存在复杂多样、通用性差的问题，其摄像机经视频采集卡与中央控制单元连接，操纵舵、车钟经数据采集卡的AD转换器与中央控制单元连接，限位开关经数据采集卡的DI输入接口与中央控制单元连接，中央控制单元分别与人机交互模块、控制输出模块、通信模块连接；控制输出模块控制相对应的执行机构。本发明将视频采集卡和数据采集卡采集的信息经中央控制单元分析处理后，通过人机交互模块接收指令，并输出信息经控制输出模块使执行机构达到控制要求，并通过通信模块传输至内部计算机和监控中心的设备。其具有集成功能强、通用性好的优点。
Description
技术领域
本发明涉及与船有关的设备，尤其是一种船用驾驶室控制台。
背景技术
随着我国海上贸易的发展，对现有船舶的自动化程度要求越来越高，更新淘汰掉设备落后的船舶，改进现有全机械化或半自动化操纵的钢制海船已经成为我国船舶工业发展的必然趋势。我们知道，驾驶室集中控制台布置于驾驶室内，为一多功能的设备载体，嵌装与船舶操纵、通信、航行保障等相关的设备。而现有的驾驶室控制台的各个系统间相互对立，电源、通信、IO通道和控制器等等均需独立配置，各类设备复杂多样，按功能定制的设计生产模式通用性差，已经不能满足要求。因此，应用模块化把复杂功能分解形成各相对简单的功能模块，以实现设备和模块的通用化和多样化是一亟待解决的问题。
发明内容
为了克服现有驾驶室控制台的各个设备独立存在复杂多样、通用性差的问题，本发明的目的在于提供一种集成功能强、通用性好的船用驾驶室控制台。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案：一种船用驾驶室控制台，其包括中央控制单元、集成化电源模块、摄像机、视频采集卡、操纵舵、车钟、限位开关、数据采集卡、人机交互模块、通信模块、若干控制输出模块和若干执行机构，其特征在于：所述摄像机经视频采集卡与中央控制单元连接，所述操纵舵、车钟经数据采集卡的AD转换器与中央控制单元连接，所述限位开关经数据采集卡的DI输入接口与中央控制单元连接，所述中央控制单元与人机交互模块连接，所述中央控制单元与控制输出模块连接，所述中央控制单元与通信模块连接；所述控制输出模块控制相对应的执行机构。
其中，优选地，所述控制输出模块包括至少三个控制输出模块且一一隔离，所述执行机构包括操作手柄、报警器和操舵仪，各控制输出模块分别对应控制所述操作手柄、报警器和操舵仪。
其中，优选地，所述集成化电源模块为多路标准电压的电源模块，且每个电源通道之间是隔离独立输出的。
其中，优选地，所述视频采集卡采用DS-4004HC音视频编码卡。
其中，优选地，所述数据采集卡为PCI-1711的12位多功能通用PCI卡。
其中，优选地，所述通信模块包括内部通讯模块和外部通讯模块。
其中，优选地，所述内部通讯模块是指采用CAN总线的通讯方式与驾驶室控制台内的计算机进行通讯。
其中，优选地，所述外部通讯模块采用CAN总线或RS422串口或以太网的通信方式与驾驶室监控中心的设备进行通讯。
其中，优选地，所述外部通讯模块采用RS422串口，所述中央控制单元采用型号为MSP430F149的单片机，所述的人机交互模块包括型号为ADS7843的触摸屏控制芯片和四线式触摸屏，所述单片机与RS422串口之间设有一型号为MAX232的电平转换芯片，其中，所述单片机的8脚、9脚分别对应与所述电平转换芯片的14脚、13脚连接，电平转换芯片的11脚、12脚分别对应与所述RS422串口的3脚、6脚连接，电平转换芯片的1脚与3脚之间串接电解电容C1、4脚与5脚之间串接电解电容C2、2脚经电解电容C4接电源、6肢经电解电容C3接地，电平转换芯片将单片机的信号电平转换成与RS422的标准一致；所述触摸屏控制芯片的2脚、3脚、4脚和5脚分别连接四线式触摸屏的X工作面和Y工作面的4根引出线而构成人机交互模块，所述触摸屏控制芯片的11脚、12脚、14脚、15脚、16脚分别对应与单片机的32脚、31脚、30脚、29脚、28脚连接，触摸屏控制芯片的1脚与10脚接电源、11脚经电阻R2接电源，触摸屏控制芯片的6脚接地、9脚经电容C8接地。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本实用新将驾驶室控制台的各个独立的设备进行模块化，将视频采集卡和数据采集卡采集的信息经中央控制单元分析处理后，通过人机交互模块接收指令，并输出信息经控制输出模块使执行机构达到所需要的控制，并通过通信模块传输至内部计算机和监控中心的设备。本发明的驾驶室控制台具有集成功能强、通用性好的优点。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
图1为本发明的一种原理框图；
图2为本发明中的RS422串口、人机交互模块与中央控制单元的电气连接图。
图中标记：1.摄像机，2.操纵舵，3.车钟，4.限位开关，5.集成化电源模块，6.视频采集卡，7.数据采集卡，8.中央控制单元，9.人机交互模块，91.触摸屏控制芯片，92.四线式触摸屏，10.控制输出模块，101.第一控制输出模块，102.第二控制输出模块，103.第三控制输出模块，11.通信模块，111.内部通讯模块，112.外部通讯模块，12.执行机构，121.操作手柄，122.报警器，123.操舵仪，13. 电平转换芯片。
具体实施方式
在图1中，一种船用驾驶室控制台，其包括中央控制单元8、集成化电源模块5、摄像机1、视频采集卡6、操纵舵2、车钟3、限位开关4、数据采集卡7、人机交互模块9、通信模块11、若干控制输出模块10和执行机构12，其中，中央控制单元8采用型号为MSP430F149的超低功耗的单片机；视频采集卡采用DS-4004HC音视频编码卡；数据采集卡为PCI-1711的12位多功能通用PCI卡。
在图1中，摄像机1经视频采集卡6与中央控制单元8连接，操纵舵2、车钟3经数据采集卡7的AD转换器与中央控制单元8连接，限位开关4经数据采集卡7的DI输入接口与中央控制单元8连接，中央控制单元8与人机交互模块9连接，中央控制单元8与控制输出模块10连接，中央控制单元8与通信模块11连接；控制输出模块10控制对应的执行机构12。
如图1所示，控制输出模块10包括至少三个控制输出模块，即包括第一控制输出模块101、第二控制输出模块102、第三控制输出模块103，且第一控制输出模块101、第二控制输出模块102、第三控制输出模块103之间一一隔离，执行机构12包括操作手柄121、报警器122和操舵仪123，其中，第一控制输出模块101对应控制操作手柄121，第二控制输出模块102对应控制报警器122，第三控制输出模块103对应控制操舵仪123。
如图1所示，通信模块11包括内部通讯模块111和外部通讯模块112，内部通讯模块111是指采用CAN总线的通讯方式与驾驶室控制台内的计算机进行通讯，外部通讯模块112采用CAN总线或RS422串口或以太网的通信方式，外部通讯模块112与驾驶室监控中心的设备进行通讯。
如图2所示，在本实施例中，外部通讯模块112采用RS422串口，中央控制单元8采用型号为MSP430F149的超低功耗的单片机，人机交互模块9包括型号为ADS7843的触摸屏控制芯片91和四线式触摸屏92，在单片机与RS422串口之间设有一型号为MAX232的电平转换芯片13，其中，单片机的8脚、9脚分别对应与电平转换芯片13的14脚、13脚连接，电平转换芯片13的11脚、12脚分别对应与RS422串口的3脚、6脚连接，电平转换芯片13的1脚与3脚之间串接电解电容C1、4脚与5脚之间串接电解电容C2、2脚经电解电容C4接电源、6肢经电解电容C3接地，电平转换芯片13将单片机的信号电平转换成与RS422串口的标准一致，再进行与驾驶室监控中心的设备进行通讯；触摸屏控制芯片91的2脚、3脚、4脚和5脚分别连接四线式触摸屏92的X工作面和Y工作面的4根引出线而构成人机交互模块9，触摸屏控制芯片91的11脚、12脚、14脚、15脚、16脚分别对应与单片机的32脚、31脚、30脚、29脚、28脚连接，触摸屏控制芯片91的1脚与10脚接电源、11脚经电阻R2接电源，触摸屏控制芯片91的6脚接地、9脚经电容C8接地。通过触摸屏92接收控制指令或者数据、输出状态指示、报警信息以及各种预案提示信息，通过综合运算后输出控制动作指令到相应的控制输出模块10，使执行机构11达到所需要的控制要求。
本实施例中，集成化电源模块5为多路标准电压的电源模块，且每个电源通道之间是隔离独立输出的，根据数据采集设备需求电源要求以及控制输出模块10的要求，集成化电源模块5提供多路、多种电压、大功率以及良好的扩展性，保证了电源输出的稳定性。
本发明在使用时，摄像机1将采集的驾驶室内的视频信息经视频采集卡6传输至中央控制单元8，操纵舵2的输出信号、车钟3的输出信号经数据采集卡7的AD转换器转换成数字信号后传输至中央控制单元8，限位开关4的输出信号经数据采集卡7的DI输入接口传输至中央控制单元9，驾驶室内的视频信息、操纵舵2的输出信号、车钟3的输出信号和限位开关4的输出信号经中央控制单元8分析处理后，通过人机交互模块9接收控制指令或者数据、输出状态指示、报警信息以及各种预案提示信息，通过综合运算后输出控制动作指令到相应的控制输出模块10，使执行机构（如操作手柄121、报警器122和操舵仪123）达到所需要的控制要求，与中央控制单元8连接的通信模块11包含内部通讯模块111和外部通讯模块112，对各个通信模块的输入、输出接口进行统一管理，保证了良好的扩展性，内部通讯模块111经CAN总线的方式与驾驶室控制台内的计算机进行通信，节省了通讯的时间，比较稳定；外部通讯模块112采用CAN总线或RS422串口或以太网的通信方式与驾驶室监控中心的设备进行通讯。
本发明将驾驶室控制台的各个独立的设备进行模块化，将视频采集卡6和数据采集卡7采集的信息经中央控制单元8分析处理后，通过人机交互模块9接收指令，输出信息，经控制输出模块10使执行机构11达到所需要的控制，并通过通信模块11传输至内部计算机和监控中心的设备，使得驾驶室控制台具有集成功能强、通用性好的优点。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (9)
1.一种船用驾驶室控制台，其包括中央控制单元、集成化电源模块、摄像机、视频采集卡、操纵舵、车钟、限位开关、数据采集卡、人机交互模块、通信模块、若干控制输出模块和若干执行机构，其特征在于：所述摄像机经视频采集卡与中央控制单元连接，所述操纵舵、车钟经数据采集卡的AD转换器与中央控制单元连接，所述限位开关经数据采集卡的DI输入接口与中央控制单元连接，所述中央控制单元与人机交互模块连接，所述中央控制单元与控制输出模块连接，所述中央控制单元与通信模块连接；所述控制输出模块控制相对应的执行机构。
2.根据权利要求1所述的一种船用驾驶室控制台，其特征在于：所述控制输出模块包括至少三个控制输出模块且一一隔离，所述执行机构包括操作手柄、报警器和操舵仪，各控制输出模块分别对应控制所述操作手柄、报警器和操舵仪。
3.根据权利要求1所述的一种船用驾驶室控制台，其特征在于：所述集成化电源模块为多路标准电压的电源模块，且每个电源通道之间是隔离独立输出的。
4.根据权利要求1所述的一种船用驾驶室控制台，其特征在于：所述视频采集卡采用DS-4004HC音视频编码卡。
5.根据权利要求1所述的一种船用驾驶室控制台，其特征在于：所述数据采集卡为PCI-1711的12位多功能通用PCI卡。
6.根据权利要求1所述的一种船用驾驶室控制台，其特征在于：所述通信模块包括内部通讯模块和外部通讯模块。
7.根据权利要求6所述的一种船用驾驶室控制台，其特征在于：所述内部通讯模块是指采用CAN总线的通讯方式与驾驶室控制台内的计算机进行通讯。
8.根据权利要求6所述的一种船用驾驶室控制台，其特征在于：所述外部通讯模块采用CAN总线或RS422串口或以太网的通信方式与驾驶室监控中心的设备进行通讯。
9.根据权利要求6所述的一种船用驾驶室控制台，其特征在于：所述外部通讯模块采用RS422串口，所述中央控制单元采用型号为MSP430F149的单片机，所述的人机交互模块包括型号为ADS7843的触摸屏控制芯片和四线式触摸屏，所述单片机与RS422串口之间设有一型号为MAX232的电平转换芯片，其中，所述单片机的8脚、9脚分别对应与所述电平转换芯片的14脚、13脚连接，电平转换芯片的11脚、12脚分别对应与所述RS422串口的3脚、6脚连接，电平转换芯片的1脚与3脚之间串接电解电容C1、4脚与5脚之间串接电解电容C2、2脚经电解电容C4接电源、6肢经电解电容C3接地，电平转换芯片将单片机的信号电平转换成与RS422的标准一致；所述触摸屏控制芯片的2脚、3脚、4脚和5脚分别连接四线式触摸屏的X工作面和Y工作面的4根引出线而构成人机交互模块，所述触摸屏控制芯片的11脚、12脚、14脚、15脚、16脚分别对应与单片机的32脚、31脚、30脚、29脚、28脚连接，触摸屏控制芯片的1脚与10脚接电源、11脚经电阻R2接电源，触摸屏控制芯片的6脚接地、9脚经电容C8接地。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN110535047A (zh) * | 2019-08-22 | 2019-12-03 | 中船绿洲镇江船舶辅机有限公司 | 一种重载问询电控箱及其控制方法 |
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2017
- 2017-09-13 CN CN201710822362.2A patent/CN107463134A/zh active Pending
Cited By (2)
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| CN110535047B (zh) * | 2019-08-22 | 2023-07-07 | 中船绿洲镇江船舶辅机有限公司 | 一种重载问询电控箱及其控制方法 |
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