CN110488040A - 一种主机转速测量系统 - Google Patents
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Abstract
一种主机转速测量系统，涉及电子技术领域。解决了传统主机转速测量系统存在显示不直观、抗干扰性差、数据无法实现远程网络传输的问题。本发明是一种基于霍尔转速传感器的分体显示主机转速测量系统，包括左转速传感器、右转速传感器、左显示终端、右显示终端、转速测量终端和系统电源模块；左转速传感器和右转速传感器均采用双通道的霍尔数字转速传感器实现。本发明主要对船舶的左、右主机的转速信息进行测量。
Description
技术领域
本发明涉及一种对船舶主机转速进行测量的装置，涉及电子技术领域。
背景技术
主机转速测量系统为船舶建造时的配套设备，主要用于船舶主机输出转轴转速的测量、本地显示、远程传输与显示，是保障船舶正常操作的重要设备。主机转速测量的准确性和可靠性对船舶的安全航行起着至关重要的作用。传统的主机转速测量系统存在显示不直观、抗干扰性差、数据无法实现远程网络传输的问题，因此，以上问题亟需解决。
发明内容
本发明是为了解决传统主机转速测量系统存在显示不直观、抗干扰性差、数据无法实现远程网络传输的问题，本发明提供了一种主机转速测量系统。
一种主机转速测量系统，包括左转速传感器、右转速传感器、左显示终端、右显示终端、转速测量终端和系统电源模块；
左转速传感器和右转速传感器均采用双通道的霍尔数字转速传感器实现；
左转速传感器用于采集船舶左主机的转速信息，并通过其主通道和副通道输出脉冲信号，且左转速传感器的主通道和副通道输出的脉冲信号频率相同、相位不同；
转速测量终端，根据左转速传感器主通道输出的脉冲信号，获得船舶左主机的转速，根据左转速传感器副通道输出的脉冲信号，获得船舶左主机的转向，并将船舶左主机的转速和转向通过左显示终端进行显示；
右转速传感器用于采集船舶右主机的转速信息，并通过其主通道和副通道输出脉冲信号，且右转速传感器的主通道和副通道输出的脉冲信号频率相同、相位不同；
转速测量终端，根据右转速传感器主通道输出的脉冲信号，获得船舶右主机的转速，根据右转速传感器副通道输出的脉冲信号，获得船舶右主机的转向，并将船舶右主机的转速和转向通过右显示终端进行显示；
转速测量终端，还用于将船舶左主机的转速和转向、船舶右主机的转速和转向通过网络与远方终端进行通讯；
系统电源模块，用于给转速测量终端进行供电。
优选的是，转速测量终端包括1号微控制器电路、传感器输入电路、1号串口通讯电路、网络通讯电路和电源电路；
传感器输入电路，用于接收左转速传感器的主通道和副通道输出的脉冲信号，以及右转速传感器的主通道和副通道输出的脉冲信号，并对接收的每路脉冲信号依次进行光电隔离和整形后送入1号微控制器电路；
1号微控制器电路，根据接收的整形后的左转速传感器主通道输出的脉冲信号，获得船舶左主机的转速，根据接收的整形后的左转速传感器副通道输出的脉冲信号，获得船舶左主机的转向，根据接收的整形后的右转速传感器主通道输出的脉冲信号，获得船舶右主机的转速，根据接收的整形后的右转速传感器副通道输出的脉冲信号，获得船舶右主机的转向；1号微控制器电路，还用于将船舶左、右主机的转速和转向进行编码后，生成的船舶左主机显示数据经1号串口通讯电路进行接口电平转换后送至左显示终端进行显示，以及生成的船舶右主机显示数据经1号串口通讯电路协议转换后送至右显示终端进行显示；
网络通讯电路，用于与网络进行互联，从而实现1号微控制器电路与远方终端进行数据交换；
电源电路，用于对系统电源模块输出的电压进行变换后，给1号微控制器电路进行供电。
优选的是，左显示终端包括2号串口通讯电路、2号微控制器电路、左显示驱动电路和左数码显示器；
2号串口通讯电路，用于对接收的船舶左主机显示数据进行接口电平转换后，送至2号微控制器电路；
2号微控制器电路，用于对接收的船舶左主机显示数据进行解码后送至左数码显示器，还用于发出左显示控制信号至左显示驱动电路，进行显示控制；
左显示驱动电路，用于对左数码显示器进行驱动；
左数码显示器，用于对接收的船舶左主机显示数据进行显示。
优选的是，右显示终端包括3号串口通讯电路、3号微控制器电路、右显示驱动电路和右数码显示器；
3号串口通讯电路，用于对接收的船舶右主机显示数据进行接口电平转换后，送3号微控制器电路；
3号微控制器电路，用于对接收的船舶右主机显示数据进行解码后送至右数码显示器，还用于发出右显示控制信号至右显示驱动电路，进行显示控制；
右显示驱动电路，用于对右数码显示器进行驱动；
右显示驱动电路，用于对接收的船舶右主机显示数据进行显示。
优选的是，双通道的霍尔数字转速传感器采用SD-M18N-104X型传感器实现。
优选的是，1号微控制器电路采用型号ATMEGA328P芯片实现，1号串口通讯电路采用MAX3232型芯片实现。
优选的是，2号微控制器电路采用ATTINY2313型芯片实现。
优选的是，3号微控制器电路采用ATTINY2313型芯片实现。
本发明带来的有益效果是，本发明是一种基于霍尔转速传感器的分体显示主机转速测量系统，它能够同时测量左、右主机转轴转速和转向，能够显示转速、转向数据，具备远程网络数据传输功能，解决了传统转速测量系统存在的显示不直观、抗干扰性差、数据无法实现远程网络传输的问题。
附图说明
图1为本发明所述的一种主机转速测量系统的原理示意图。
图2为转速测量终端的原理示意图；
图3为左显示终端的原理示意图；
图4为右显示终端的原理示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
参见图1说明本实施方式，本实施方式所述的一种主机转速测量系统，包括左转速传感器1、右转速传感器2、左显示终端3、右显示终端4、转速测量终端5和系统电源模块6；
左转速传感器1和右转速传感器2均采用双通道的霍尔数字转速传感器实现；
左转速传感器1用于采集船舶左主机的转速信息，并通过其主通道和副通道输出脉冲信号，且左转速传感器1的主通道和副通道输出的脉冲信号频率相同、相位不同；
转速测量终端5，根据左转速传感器1主通道输出的脉冲信号，获得船舶左主机的转速，根据左转速传感器1副通道输出的脉冲信号，获得船舶左主机的转向，并将船舶左主机的转速和转向通过左显示终端3进行显示；
右转速传感器2用于采集船舶右主机的转速信息，并通过其主通道和副通道输出脉冲信号，且右转速传感器2的主通道和副通道输出的脉冲信号频率相同、相位不同；
转速测量终端5，根据右转速传感器2主通道输出的脉冲信号，获得船舶右主机的转速，根据右转速传感器2副通道输出的脉冲信号，获得船舶右主机的转向，并将船舶右主机的转速和转向通过右显示终端4进行显示；
转速测量终端5，还用于将船舶左主机的转速和转向、船舶右主机的转速和转向通过网络与远方终端进行通讯；
系统电源模块6，用于给转速测量终端5进行供电。
本实施方式所述主机转速测量系统是可分体显示左、右主机转速的测量系统，它能够同时测量左、右主机转轴转速和转向，能够显示转速、转向数据，显示直观，具备远程网络数据传输功能，且采用双通道的霍尔数字转速传感器，具备较强的抗干扰性，整个系统结构简单，便于实现。
进一步的，双通道的霍尔数字转速传感器可采用SD-M18N-104X型传感器实现。
系统电源模块6可采用DC-DC电源变换模块构成，所述DC-DC电源变换模块输出电压为3.3V。
参见图2说明本优选实施方式，本优选实施方式中，转速测量终端5包括1号微控制器电路5-1、传感器输入电路5-2、1号串口通讯电路5-3、网络通讯电路5-4和电源电路5-5；
传感器输入电路5-2，用于接收左转速传感器1的主通道和副通道输出的脉冲信号，以及右转速传感器2的主通道和副通道输出的脉冲信号，并对接收的每路脉冲信号依次进行光电隔离和整形后送入1号微控制器电路5-1；
1号微控制器电路5-1，根据接收的整形后的左转速传感器1主通道输出的脉冲信号，获得船舶左主机的转速，根据接收的整形后的左转速传感器1副通道输出的脉冲信号，获得船舶左主机的转向，根据接收的整形后的右转速传感器2主通道输出的脉冲信号，获得船舶右主机的转速，根据接收的整形后的右转速传感器2副通道输出的脉冲信号，获得船舶右主机的转向；
1号微控制器电路5-1，还用于将船舶左、右主机的转速和转向进行编码后，生成的船舶左主机显示数据经1号串口通讯电路5-3进行接口电平转换后送至左显示终端3进行显示，以及生成的船舶右主机显示数据经1号串口通讯电路5-3协议转换后送至右显示终端4进行显示；
网络通讯电路5-4，用于与网络进行互联，从而实现1号微控制器电路5-1与远方终端进行数据交换；
电源电路5-5，用于对系统电源模块6输出的电压进行变换后，给1号微控制器电路5-1进行供电。
本优选实施方式中，1号微控制器电路5-1具体可采用ATMEGA328P型芯片，所述传感器输入电路5-2包含有光电隔离芯片，所述光电隔离芯片型号可为PC817型芯片，1号串口通讯电路5-3包含有串口通讯芯片，所述串口通讯芯片型号为MAX3232；网络通讯电路5-4包含有网络通讯芯片和带隔离变压器的网络插座，所述网络通讯芯片型号可为ENC28J60，所述带隔离变压器的网络插座型号为HR911105A。网络通讯电路5-4可采用现有技术实现。
参见图3说明本优选实施方式，本优选实施方式中，左显示终端3包括2号串口通讯电路3-1、2号微控制器电路3-2、左显示驱动电路3-3和左数码显示器3-4；
2号串口通讯电路3-1，用于对接收的船舶左主机显示数据进行接口电平转换后，送至2号微控制器电路3-2；
2号微控制器电路3-2，用于对接收的船舶左主机显示数据进行解码后送至左数码显示器3-4，还用于发出左显示控制信号至左显示驱动电路3-3，进行显示控制；
左显示驱动电路3-3，用于对左数码显示器3-4进行驱动；
左数码显示器3-4，用于对接收的船舶左主机显示数据进行显示。
本优选实施方式中，2号微控制器电路3-2可采用ATTINY2313型芯片实现，左数码显示器3-4可采用3个3英寸共阳LED数码管实现，所述数码管型号可为KYX-30101BS，左显示驱动电路3-3由ULN2803段驱动芯片和74LS04集电极开路输出驱动芯片构成，2号串口通讯电路3-1包含有串口通讯芯片，所述串口通讯芯片型号为MAX3232。
参见图4说明本优选实施方式，本优选实施方式中，右显示终端4包括3号串口通讯电路4-1、3号微控制器电路4-2、右显示驱动电路4-3和右数码显示器4-4；
3号串口通讯电路4-1，用于对接收的船舶右主机显示数据进行接口电平转换后，送3号微控制器电路4-2；
3号微控制器电路4-2，用于对接收的船舶右主机显示数据进行解码后送至右数码显示器4-4，还用于发出右显示控制信号至右显示驱动电路4-3，进行显示控制；
右显示驱动电路4-3，用于对右数码显示器4-4进行驱动；
右显示驱动电路4-3，用于对接收的船舶右主机显示数据进行显示。
本优选实施方式中，3号微控制器电路4-2可采用ATTINY2313型芯片实现，右数码显示器4-4可采用3个3英寸共阳LED数码管实现，所述数码管型号可为KYX-30101BS，右显示驱动电路4-3由ULN2803段驱动芯片和74LS04集电极开路输出驱动芯片构成，3号串口通讯电路4-1包含有串口通讯芯片，所述串口通讯芯片型号可为MAX3232。
进一步，左显示终端3和右显示终端4中均还可包含有电源电路，该电源电路采用稳压芯片构成，所述稳压芯片型号为LM7805，用于为显示终端提供电能。
本发明中所有的串口通讯电路均为单向传输，串口波特率为38.4kbps，串口帧结构为8位数据位、1位停止位、无奇偶校验，接口电平采用标准RS-232接口电平。
虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本发明，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本发明的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其它的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其它所述实施例。
Claims (8)
1.一种主机转速测量系统，其特征在于，包括左转速传感器(1)、右转速传感器(2)、左显示终端(3)、右显示终端(4)、转速测量终端(5)和系统电源模块(6)；
左转速传感器(1)和右转速传感器(2)均采用双通道的霍尔数字转速传感器实现；
左转速传感器(1)用于采集船舶左主机的转速信息，并通过其主通道和副通道输出脉冲信号，且左转速传感器(1)的主通道和副通道输出的脉冲信号频率相同、相位不同；
转速测量终端(5)，根据左转速传感器(1)主通道输出的脉冲信号，获得船舶左主机的转速，根据左转速传感器(1)副通道输出的脉冲信号，获得船舶左主机的转向，并将船舶左主机的转速和转向通过左显示终端(3)进行显示；
右转速传感器(2)用于采集船舶右主机的转速信息，并通过其主通道和副通道输出脉冲信号，且右转速传感器(2)的主通道和副通道输出的脉冲信号频率相同、相位不同；
转速测量终端(5)，根据右转速传感器(2)主通道输出的脉冲信号，获得船舶右主机的转速，根据右转速传感器(2)副通道输出的脉冲信号，获得船舶右主机的转向，并将船舶右主机的转速和转向通过右显示终端(4)进行显示；
转速测量终端(5)，还用于将船舶左主机的转速和转向、船舶右主机的转速和转向通过网络与远方终端进行通讯；
系统电源模块(6)，用于给转速测量终端(5)进行供电。
2.根据权利要求1所述的一种主机转速测量系统，其特征在于，转速测量终端(5)包括1号微控制器电路(5-1)、传感器输入电路(5-2)、1号串口通讯电路(5-3)、网络通讯电路(5-4)和电源电路(5-5)；
传感器输入电路(5-2)，用于接收左转速传感器(1)的主通道和副通道输出的脉冲信号，以及右转速传感器(2)的主通道和副通道输出的脉冲信号，并对接收的每路脉冲信号依次进行光电隔离和整形后送入1号微控制器电路(5-1)；
1号微控制器电路(5-1)，根据接收的整形后的左转速传感器(1)主通道输出的脉冲信号，获得船舶左主机的转速，根据接收的整形后的左转速传感器(1)副通道输出的脉冲信号，获得船舶左主机的转向，根据接收的整形后的右转速传感器(2)主通道输出的脉冲信号，获得船舶右主机的转速，根据接收的整形后的右转速传感器(2)副通道输出的脉冲信号，获得船舶右主机的转向；1号微控制器电路(5-1)，还用于将船舶左、右主机的转速和转向进行编码后，生成的船舶左主机显示数据经1号串口通讯电路(5-3)进行接口电平转换后送至左显示终端(3)进行显示，以及生成的船舶右主机显示数据经1号串口通讯电路(5-3)协议转换后送至右显示终端(4)进行显示；
网络通讯电路(5-4)，用于与网络进行互联，从而实现1号微控制器电路(5-1)与远方终端进行数据交换；
电源电路(5-5)，用于对系统电源模块(6)输出的电压进行变换后，给1号微控制器电路(5-1)进行供电。
3.根据权利要求2所述的一种主机转速测量系统，其特征在于，左显示终端(3)包括2号串口通讯电路(3-1)、2号微控制器电路(3-2)、左显示驱动电路(3-3)和左数码显示器(3-4)；
2号串口通讯电路(3-1)，用于对接收的船舶左主机显示数据进行接口电平转换后，送至2号微控制器电路(3-2)；
2号微控制器电路(3-2)，用于对接收的船舶左主机显示数据进行解码后送至左数码显示器(3-4)，还用于发出左显示控制信号至左显示驱动电路(3-3)，进行显示控制；
左显示驱动电路(3-3)，用于对左数码显示器(3-4)进行驱动；
左数码显示器(3-4)，用于对接收的船舶左主机显示数据进行显示。
4.根据权利要求2所述的一种主机转速测量系统，其特征在于，右显示终端(4)包括3号串口通讯电路(4-1)、3号微控制器电路(4-2)、右显示驱动电路(4-3)和右数码显示器(4-4)；
3号串口通讯电路(4-1)，用于对接收的船舶右主机显示数据进行接口电平转换后，送3号微控制器电路(4-2)；
3号微控制器电路(4-2)，用于对接收的船舶右主机显示数据进行解码后送至右数码显示器(4-4)，还用于发出右显示控制信号至右显示驱动电路(4-3)，进行显示控制；
右显示驱动电路(4-3)，用于对右数码显示器(4-4)进行驱动；
右显示驱动电路(4-3)，用于对接收的船舶右主机显示数据进行显示。
5.根据权利要求1所述的一种主机转速测量系统，其特征在于，双通道的霍尔数字转速传感器采用SD-M18N-104X型传感器实现。
6.根据权利要求2所述的一种主机转速测量系统，其特征在于，1号微控制器电路(5-1)采用型号ATMEGA328P芯片实现，1号串口通讯电路(5-3)采用MAX3232型芯片实现。
7.根据权利要求3所述的一种主机转速测量系统，其特征在于，2号微控制器电路(3-2)采用ATTINY2313型芯片实现。
8.根据权利要求4所述的一种主机转速测量系统，其特征在于，3号微控制器电路(4-2)采用ATTINY2313型芯片实现。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20191122 |