CN111221331A - 一种小型船艇多控制终端同步控制处理系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种小型船艇多控制终端同步控制处理系统及方法,为了解决现有小型船艇多控制终端时各终端控制不同步以及船艇控制权切换的技术问题。该系统包括:控制单元、航行控制器、艇端显控器和交换机。其方法为:依据艇端控制单元或岸基端控制单元向艇端显控器发送控制权请求指令,艇端控制器决定是否响应其控制权请求指令,完成艇端控制单元或岸基端控制单元对航行控制器的操控权的切换;航行控制器向艇端控制器、艇端控制单元和岸基端控制单元反馈设备的航行数据,实现控制单元的同步控制,本发明实现了对船艇控制权的切换以及对船艇的同步控制。
Description
技术领域
本发明涉及船艇控制技术领域,具体涉及小型船艇多控制终端同步控制处理系统及方法。
背景技术
近年来,信息、计算机、通信、网络和人工智能等技术的发展,以及物联网、大数据在小型船艇系统上的应用,使实现安全、无人化的智能船艇成为可能。
对小型船艇如游艇进行智能控制可以尽可能的减少艇上的工作人员如船长、供配电人员等,从而营造一个更加私密的空间。对小型公务船艇、小型军用船艇和小型科研船艇等进行智能控制,可以避免在极端天气和复杂水域环境条件下驾驶不当造成的人员伤亡和财产损失。
现有技术中通过单一终端控制航行控制器进而实现对小型船艇的智能操控,随着智能控制技术的不断成熟,对航行控制器进行的操控也由单一终端控制向多终端控制转变,现有的多终端控制容易在每个终端控制过程中,从一个终端切换到另一终端时,由于对船艇各设备航行数据掌握不同步,导致船艇失控,对船艇上的人员造成生命威胁。
小型船艇在恶劣的环境中航行时,例如风大浪急的情况下,船艇的上操作人员很难站稳,并对船艇进行准确的操控,无形的提高了操作人员的工作能力要求,因此需要将艇端控制权转换到操控环境较为安全的控制单元操作,现有技术中也没有实现对小型船艇船的艇端和岸基端(远端)操控权的切换的技术手段。
发明内容
鉴于上述问题,本发明提供了一种小型船艇多控制终端同步控制处理系统及方法,其目的是为了适应环境需要在艇端和岸基端实现控制权切换控制,降低了操作人员的工作能力要求,保障了操作人员的生命财产安全。
本发明的上述技术目的是用过以下技术方案实现的:一种小型船艇多控制终端同步控制处理系统,包括:控制单元,所述控制单元包括:艇端控制单元和岸基端控制单元,所述艇端控制单元,用于向航行控制器发送控制指令,向艇端显控器发送控制权请求指令,接收、显示航行控制器反馈的航行数据;所述岸基端控制单元,用于向航行控制器发送控制指令,向艇端显控器发送控制权请求指令,接收、显示航行控制器反馈的航行数据;
航行控制器,用于响应艇端控制单元或岸基端控制单元的控制指令,控制船艇上各设备执行相应的动作,并向艇端显控器、艇端控制单元和岸基端控制单元反馈所控设备的航行数据;
艇端显控器,用于决定是否响应艇端控制单元或岸基端控制单元的控制权请求指令,并显示航行控制器所控设备的实时航行数据;
交换机,用于航行控制器、艇端显控器、控制单元之间的互联互通。
本发明的进一步设置为:所述艇端控制单元包括局域网络、无线接入点和移动终端,所述移动终端通过局域网络及无线接入点与交换机建立通讯连接,移动终端用于发送控制指令、发送控制权请求指令、接收并显示反馈的航行数据。
本发明的进一步设置为:所述局域网连接有服务器,所述服务器用于接收全景摄像头和水下摄像头采集的视频数据并通过局域网传递给移动终端。
本发明的进一步设置为:所述移动终端为多个,多个移动终端之间拥有同样的优先级别。
本发明的进一步设置为:所述岸基端控制单元包括岸基端显控器、微基站和艇端无线通信终端,所述岸基端显控器用于发送控制指令、发送控制权请求指令、接收并显示反馈的航行数据;所述微基站用于岸基端显控器与艇端无线通信终端建立远距离通讯连接。
本发明的进一步设置为:小型船艇多控制终端同步控制处理系统还包括:
前视相机,用于拍摄船艇前方运行环境,并通过交换机将拍摄的视频数据传递给艇端显控器和岸基端显控器;
后视相机,用于拍摄船艇后方运行环境,并通过交换机将拍摄的视频数据传递给艇端显控器和岸基端显控器。
本发明提供了一种小型船艇多控制终端同步控制处理方法,包括:
步骤1,依据艇端控制单元或岸基端控制单元向艇端显控器发送控制权请求指令,艇端控制器决定是否响应其控制权请求指令,完成艇端控制单元或岸基端控制单元对航行控制器的操控权的切换;
步骤2,航行控制器向艇端控制器、艇端控制单元和岸基端控制单元反馈设备的航行数据,实现控制单元的同步控制。
本发明的进一步设置为:所述步骤1包括以下子步骤:
若航行控制器的控制权在岸基端控制单元,执行以下步骤:
步骤11,艇端控制单元向艇端显控器发送控制权请求指令;
步骤12,艇端显控器接收到控制权指令后,弹出控制权切换确认框;
步骤13,若同意切换控制权,则由艇端控制单元获得操控航行控制器的控制权,进而艇端控制单元向航行控制器发送操控指令,由航行控制器控制船艇上的各个设备完成操控指令对应的动作,并由航行控制器向所有控制单元反馈设备的航行数据;
步骤14,若不同意切换控制权,则由已取得控制权的岸基端控制单元继续操控航行控制器,并由航行控制器向所有控制单元反馈设备的航行数据;
若航行控制器的控制权在艇端控制单元,执行以下步骤:
步骤15,岸基端控制单元向艇端显控器发送控制权请求指令;
步骤16,艇端显控器接收到控制权指令后,弹出控制权切换确认框;
步骤17,若同意切换控制权,则由岸基端控制单元获得操控航行控制器的控制权,进而岸基端控制单元向航行控制器发送操控指令,由航行控制器控制船艇上的各个设备完成操控指令对应的动作,并由航行控制器向所有控制单元反馈设备的航行数据;
步骤18,若不同意切换控制权,则由已取得控制权的艇端控制单元继续操控航行控制器,并由航行控制器向所有控制单元反馈设备的航行数据。
本发明的进一步设置为:
所述艇端控制单元包括多个移动终端,所述多个移动终端执行以下步骤:
步骤111,由一移动终端向艇端显控器发送控制权请求指令;
步骤112,艇端显控器判断是否响应所述控制权请求指令;
步骤113,若同意切换控制权,则由发送控制权请求指令的移动终端获得操控航行控制器的控制权;
步骤114,若同意切换控制权,则由原先取得控制权的移动终端操控航行控制器;
步骤115,其它移动控制终端需获取航行控制器的控制权重复执行步骤111-114。
本发明的进一步设置为:
所述步骤2包括以下子步骤:
步骤21,航行控制器将采集的航行数据传送到交换机;
步骤22,交换机将航行数据同步发送至艇端显控器、岸基端控制单元和艇端控制单元。
通过上述描述可知,本发明提供的小型船艇多控制终端同步控制处理系统及处理方法,控制单元中的艇端控制单元和岸基端控制单元处于相同的优先级别下,航行控制器只响应取得控制权的控制单元的操控,由航行控制器向每个控制单元反馈航行数据,实现了每个控制单元对小型船艇航行数据的同步掌控,因此避免了在切换成另一控制单元时出现航行数据不同步的问题,并实现了控制权的切换。
附图说明
图1所示为本发明一种小型船艇多控制终端同步控制处理系统的结构示意图;
图2所示为本发明一种小型船艇多控制终端同步控制处理系统中艇端控制单元的组成部分;
图3所示为本发明一种小型船艇多控制终端同步控制处理系统中岸基端控制单元的组成部分;
图4所示为本发明一种小型船艇多控制终端同步控制处理方法的流程图;
图5所示为本发明一种小型船艇多控制终端同步控制处理方法中艇端控制单元与岸基端控制单元控制权切换流程;
图6所示为本发明一种小型船艇多控制终端同步控制处理方法中艇端多移动终端之间控制权切换流程。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明白,以下结合附图及具体实施方式对本发明作进一步说明。
如图1所示的系统结构图,小型船艇多控制终端同步控制处理系统,包括:
控制单元1,所述控制单元1包括:艇端控制单元11和岸基端控制单元12,所述艇端控制单元11,用于向航行控制器2发送控制指令,向艇端显控器3发送控制权请求指令,接收、显示航行控制器2反馈的航行数据;岸基端控制单元12,用于向航行控制器2发送控制指令,向艇端显控器3发送控制权请求指令,接收、显示航行控制器2反馈的航行数据;
航行控制器2,用于响应艇端控制单元11或岸基端控制单元12的控制指令,控制船艇上各设备执行相应的动作,并向艇端显控器3、艇端控制单元11和岸基端控制单元12反馈所控设备的航行数据;
本领域技术人员可以理解,航行控制器可选用西门子公司的S7-200型PLC,该PLC通过通讯芯片接收上位机(即控制单元)传来的控制信号,并根据控制信号对储存在其内部的操作指令进行调用,再通过数字式或模拟式的输出信号来控制船艇上各设备动作,收集各设备的运形航行数据并上传至上位机(即控制单元)。
艇端显控器3,用于决定是否响应艇端控制单元11或岸基端控制单元12的控制权请求指令,并显示航行控制器2所控设备的实时航行数据;
本领域技术人员可以理解,艇端显控器可为工业显控一体机,产品显示与控制的一体化设计,实现了人机交互平台的合理解决;其外围丰富的接口设置;可任意选配无线通讯模块,实现通讯模式的自由组合,同时也能轻松实现局域网内的数据采集与传输,对执行获取的指令数据,并依据指令数据形成执行任务窗。
交换机4,用于航行控制器2、艇端显控器3、控制单元1之间的互联互通。
本领域技术人员可以理解,交换机可对接收到的数据包,负责解开物理地址,查询对应的端口,然后向对应的端口发送数据包。
本发明实时例的小型船艇多控制终端同步控制处理系统,可以实现对船艇控制权的切换以及对船艇的同步控制。具体地说由于控制单元中的艇端控制单元和岸基端控制单元处于相同的优先级别下,航行控制器只响应取得控制权的控制单元的操控,由航行控制器向每个控制单元反馈航行数据,实现了每个控制单元对小型船艇航行数据的同步掌控,因此避免了在切换成另一控制单元时出现航行数据不同步的问题,由艇端控制单元或岸基端控制单元向艇端显控器发送控制权请求,由艇端显控器依据控制权请求指令数据形成执行任务窗,实现船艇控制权的切换。
如图2所示,在本发明一实施例中,艇端控制单元11具体包括局域网络111、无线接入点112和移动终端113,移动终端113通过局域网络111及无线接入点112与交换机建立通讯连接,移动终端113用于发送控制指令、发送控制权请求指令、接收并显示反馈的航行数据。
在本发明一实施例中,让局域网111连接服务器114,服务器114用于接收全景摄像头115和水下摄像116头采集的视频数据并通过局域网传递给移动终端113,这样移动终端113依据航行控制器2返回的航行数据并结合全景摄像头115和水下摄像头116传回的船艇航行环境视频数据,使移动终端113对船艇的控制更加精准。
在本发明一实施例中,与局域网111无线连接的移动终端113为多个,每个移动终端之间拥有同样的优先级别(即航行控制器2只相应拥有控制权的一个移动终端)。
如图3所示,在本发明一实施例中,岸基端控制单元12包括岸基端显控器123、微基站122和艇端无线通信终端121,岸基端显控器123用于发送控制指令、发送控制权请求指令、接收并显示反馈的航行数据;微基站122用于岸基端显控器123与艇端无线通信终端121建立远距离通讯连接。
本领域技术人员可以理解,微基站为室内信号覆盖所用的设备,其体积小,安装方便,能与艇端无线通讯终端121建立无线远程连接。
在本发明一实施例中,本发明还包括:
前视相机5,用于拍摄船艇前方运行环境,并通过交换机4将拍摄的视频数据传递给艇端显控器3和岸基端显控器123;
后视相机6,用于拍摄船艇后方运行环境,并通过交换机4将拍摄的视频数据传递给艇端显控器3和岸基端显控器123。
通过设置前视相机5和后视相机6能使得在艇端显控器3和岸基端线控器123能获取船艇的航行环境,有利于在艇端或者在岸基端对船艇进行架控操作。
此外在本发明一实施例中,提供了一种小型船艇多控制终端同步控制处理方法,其中,该方法应用于艇端控制单元或岸基端控制单元控制权的切换,并实现每个控制单元对船艇的同步控制,如图4所示,该方法包括:
S1,依据艇端控制单元或岸基端控制单元向艇端显控器发送控制权请求指令,艇端控制器决定是否响应其控制权请求指令,完成艇端控制单元或岸基端控制单元对航行控制器的操控权的切换;
S2,航行控制器向艇端控制器、艇端控制单元和岸基端控制单元反馈设备的航行数据,实现控制单元的同步控制。
如图5所示,在本发明一实施例中,对航行控制器的操控权的切换包括以下子步骤:
若航行控制器的控制权在岸基端控制单元,执行以下步骤:
S11,艇端控制单元向艇端显控器发送控制权请求指令;
S12,艇端显控器接收到控制权指令后,弹出控制权切换确认框;
S13,若同意切换控制权,则由艇端控制单元获得操控航行控制器的控制权,进而艇端控制单元向航行控制器发送操控指令,由航行控制器控制船艇上的各个设备完成操控指令对应的动作,并由航行控制器向所有控制单元反馈设备的航行数据;
S14,若不同意切换控制权,则由已取得控制权的岸基端控制单元继续操控航行控制器,并由航行控制器向所有控制单元反馈设备的航行数据;
若航行控制器的控制权在艇端控制单元,执行以下步骤:
S15,岸基端控制单元向艇端显控器发送控制权请求指令;
S16,艇端显控器接收到控制权指令后,弹出控制权切换确认框;
S17,若同意切换控制权,则由岸基端控制单元获得操控航行控制器的控制权,进而岸基端控制单元向航行控制器发送操控指令,由航行控制器控制船艇上的各个设备完成操控指令对应的动作,并由航行控制器向所有控制单元反馈设备的航行数据;
S18,若不同意切换控制权,则由已取得控制权的艇端控制单元继续操控航行控制器,并由航行控制器向所有控制单元反馈设备的航行数据。
如图6所示,在本发明一实施例中,艇端控制单元包括多个移动终端,所述多个移动终端执行以下步骤:
S111,由一移动终端向艇端显控器发送控制权请求指令;
S112,艇端显控器判断是否响应所述控制权请求指令;
S113,若同意切换控制权,则由发送控制权请求指令的移动终端获得操控航行控制器的控制权;
S114,若同意切换控制权,则由原先取得控制权的移动终端操控航行控制器;
S115,其它移动控制终端需获取航行控制器的控制权重复执行S111-114。
在本发明一实施例中,S2包括以下子步骤:
S21,航行控制器将采集的航行数据传送到交换机;
S22,交换机将航行数据同时发送至艇端显控器、岸基端控制单元和艇端控制单元。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种小型船艇多控制终端同步控制处理系统,其特征在于,包括:
控制单元,所述控制单元包括:艇端控制单元和岸基端控制单元,所述艇端控制单元,用于向航行控制器发送控制指令,向艇端显控器发送控制权请求指令,接收、显示航行控制器反馈的航行数据;所述岸基端控制单元,用于向航行控制器发送控制指令,向艇端显控器发送控制权请求指令,接收、显示航行控制器反馈的航行数据;
航行控制器,用于响应艇端控制单元或岸基端控制单元的控制指令,控制船艇上各设备执行相应的动作,并向艇端显控器、艇端控制单元和岸基端控制单元反馈所控设备的航行数据;
艇端显控器,用于决定是否响应艇端控制单元或岸基端控制单元的控制权请求指令,并显示航行控制器所控设备的实时航行数据;
交换机,用于航行控制器、艇端显控器、控制单元之间的互联互通。
2.如权利要求1所述的一种小型船艇多控制终端同步控制处理系统,其特征在于,所述艇端控制单元包括局域网络、无线接入点和移动终端,所述移动终端通过局域网络及无线接入点与交换机建立通讯连接,移动终端用于发送控制指令、发送控制权请求指令、接收并显示反馈的航行数据。
3.如权利要求2所述的一种小型船艇多控制终端同步控制处理系统,其特征在于,所述局域网连接有服务器,所述服务器用于接收全景摄像头和水下摄像头采集的视频数据并通过局域网传递给移动终端。
4.如权利要求3所述的一种小型船艇多控制终端同步控制处理系统,其特征在于,所述移动终端为多个,多个移动终端之间拥有同样的优先级别。
5.如权利要求1所述的一种小型船艇多控制终端同步控制处理系统,其特征在于,所述岸基端控制单元包括岸基端显控器、微基站和艇端无线通信终端,所述岸基端显控器用于发送控制指令、发送控制权请求指令、接收并显示反馈的航行数据;所述微基站用于岸基端显控器与艇端无线通信终端建立远距离通讯连接。
6.如权利要求5所述的一种小型船艇多控制终端同步控制处理系统,其特征在于,还包括:
前视相机,用于拍摄船艇前方运行环境,并通过交换机将拍摄的视频数据传递给艇端显控器和岸基端显控器;
后视相机,用于拍摄船艇后方运行环境,并通过交换机将拍摄的视频数据传递给艇端显控器和岸基端显控器。
7.一种小型船艇多控制终端同步控制处理方法,其特征在于,包括:
步骤1,依据艇端控制单元或岸基端控制单元向艇端显控器发送控制权请求指令,艇端控制器决定是否响应其控制权请求指令,完成艇端控制单元或岸基端控制单元对航行控制器的操控权的切换;
步骤2,航行控制器向艇端控制器、艇端控制单元和岸基端控制单元反馈设备的航行数据,实现控制单元的同步控制。
8.如权利要求7所述的一种小型船艇多控制终端同步控制处理方法,其特征在于,所述步骤1包括以下子步骤:
若航行控制器的控制权在岸基端控制单元,执行以下步骤:
步骤11,艇端控制单元向艇端显控器发送控制权请求指令;
步骤12,艇端显控器接收到控制权指令后,弹出控制权切换确认框;
步骤13,若同意切换控制权,则由艇端控制单元获得操控航行控制器的控制权,进而艇端控制单元向航行控制器发送操控指令,由航行控制器控制船艇上的各个设备完成操控指令对应的动作,并由航行控制器向所有控制单元反馈设备的航行数据;
步骤14,若不同意切换控制权,则由已取得控制权的岸基端控制单元继续操控航行控制器,并由航行控制器向所有控制单元反馈设备的航行数据;
若航行控制器的控制权在艇端控制单元,执行以下步骤:
步骤15,岸基端控制单元向艇端显控器发送控制权请求指令;
步骤16,艇端显控器接收到控制权指令后,弹出控制权切换确认框;
步骤17,若同意切换控制权,则由岸基端控制单元获得操控航行控制器的控制权,进而岸基端控制单元向航行控制器发送操控指令,由航行控制器控制船艇上的各个设备完成操控指令对应的动作,并由航行控制器向所有控制单元反馈设备的航行数据;
步骤18,若不同意切换控制权,则由已取得控制权的艇端控制单元继续操控航行控制器,并由航行控制器向所有控制单元反馈设备的航行数据。
9.如权利要求7所述的一种小型船艇多控制终端同步控制处理方法,其特征在于,所述艇端控制单元包括多个移动终端,所述多个移动终端执行以下步骤:
步骤111,由一移动终端向艇端显控器发送控制权请求指令;
步骤112,艇端显控器判断是否响应所述控制权请求指令;
步骤113,若同意切换控制权,则由发送控制权请求指令的移动终端获得操控航行控制器的控制权;
步骤114,若同意切换控制权,则由原先取得控制权的移动终端操控航行控制器;
步骤115,其它移动控制终端需获取航行控制器的控制权重复执行步骤111-114。
10.如权利要求7所述的一种小型船艇多控制终端同步控制处理方法,其特征在于,所述步骤2包括以下子步骤:
步骤21,航行控制器将采集的航行数据传送到交换机;
步骤22,交换机将航行数据同步发送至艇端显控器、岸基端控制单元和艇端控制单元。
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