CN203450366U - 船舶自动操舵仪控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种船舶自动操舵仪控制系统,其包括：CAN控制单元、与CAN控制单元连接的CAN总收发器、连接在CAN总收发器上的若干CAN分收发器、连接在对应的CAN分收发器上的若干智能节点，各智能节点与外部设备进行数据交换。本实用新型通过将CAN总收发器分散成若干CAN分收发器，每个CAN分收发器再通过智能节点单独输入和输出船舶信息，实现全船网络互连、数据共享，具有很好的应用前景。
Description
技术领域
本实用新型涉及船舶自动控制技术领域，尤其涉及一种船舶自动操舵仪控制系统。
背景技术
自动舵用于实现船舶的自动驾驶，它是在随动舵的基础上，利用电罗经或磁罗经、GPS等设备，通过实时获取实际航向和设定航向之间的偏航信号、船舶速度、以及海况、风、浪、流等环境信息，自动运行航迹控制算法，计算得到并给出舵令以控制船舶到指定航向/航迹上，最终实现自动驾驶功能。
自动舵内部涉及到多个功能单元之间的数据交换，同时需要连接到船舶设备网络，现有船舶自动舵在数据通信以实现全船网络网络互连和数据共享的方式有以下三种。
第一种是数据总线方式，数据总线读写方式是一种数据空间读写访问的数据交换方式，信息传送石通过地址总线、数据总线和控制总线来完成的，这种方式传递速率高，但其性能受限于单板电路。
第二种是IO端口方式，IO端口可以有串行和并行两种方式，自动舵内部功能单元之间使用IO端口交换数据，受限于通信的速率和通信线的距离，不能实现复杂的软件通信协议，另外IO端口方式基本无法实现外部联网，目前有些机械式的自动舵广泛采用此方式。
第三种是其他总线，目前实用的自动舵内部广泛使用RS422/RS232/RS485等系列的总线，RS422/RS585限于单主从方式，多主从的总线数据冲突和碰撞侦测无法实现，其他的总线方式受限于点对点的通信，根本无法实现内部多个功能单元的联网通信。
故需要设计一种新的一种船舶自动操舵仪控制系统。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种实现全船网络互连、数据共享的船舶自动操舵仪控制系统。
本实用新型提供一种、船舶自动操舵仪控制系统,其特征在于包括：CAN控制单元、与CAN控制单元连接的CAN总收发器、连接在CAN总收发器上的若干CAN分收发器、连接在对应的CAN分收发器上的若干智能节点，各智能节点与外部设备进行数据交换。
作为对上述技术方案的进一步优化，CAN总收发器包括：CAN核、消息RAM、消息处理状态机、以及模块接口。
作为对上述技术方案的进一步优化，所述CAN分收发器有四个，分别为：CAN收发器一、CAN收发器二、CAN收发器三、以及CAN收发器四。
作为对上述技术方案的进一步优化，所述智能节点也有四个，分别为：智能节点一、智能节点二、智能节点三、以及，且CAN收发器一与智能节点一连接、CAN收发器二与智能节点二连接、CAN收发器三与智能节点三连接、CAN收发器四与智能节点四连接。
作为对上述技术方案的进一步优化，所述智能节点一与外部设备之间进行串口信号交换，所述智能节点二与外部设备之间进行开关量信号交换，所述智能节点三与外部设备之间进行舵角信息交换，所述智能节点四连接显示部件。
本实用新型通过将CAN总收发器分散成若干CAN分收发器，每个CAN分收发器再通过智能节点单独输入和输出船舶信息，实现全船网络互连、数据共享，具有很好的应用前景。
附图说明
图1是本实用新型船舶自动操舵仪控制系统的电路图。
具体实施方式
为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的加油口盖开启手柄总成的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下：
有关本实用新型的前述及其它技术内容、特点及功效，在以下配合参考图式的较佳实施例的详细说明中将可清楚呈现。通过具体实施方式的说明，当可对本实用新型为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入且具体的了解，然而所附图式仅是提供参考与说明之用，并非用来对本实用新型加以限制。
本实用新型是一种船舶自动操舵仪控制系统，本实用新型采用CAN（Controller Area Network，局域控制网）总收发器通信与控制的自动操舵仪的驾驶功能，实现全船网络互连、数据共享，具有很好的应用前景，船舶的罗经、GPS、计程仪、VDR（船载航行数据记录仪）、显示部件等设备节点挂接在CAN总收发器上，将数据发送CAN控制单元10，需求信息的部件通过设置标识符读取CAN控制单元10上信息，实现了数据共享。
如图1所示为船舶自动操舵仪控制系统的电路图，本自动操舵仪包括：CAN控制单元10、通过CAN控制单元10输入和输出的CAN总收发器20、将CAN总收发器20分散成若干CAN分收发器（在本实施例中，CAN总收发器20分散成四个CAN分收发器，分别为：CAN收发器一41、CAN收发器二42、CAN收发器三43、以及CAN收发器四44；当然根据实际需要，也可以分散成两个、三个、五个、等等若干个CAN分收发器）、并联连接在CAN总收发器20终端与四个CAN分收发器之间的两个电阻R131和电阻R232、对应由每个CAN分收发器连接有智能节点，即CAN收发器一41连接有智能节点一51、CAN收发器二42连接有智能节点二52、CAN收发器三43连接有智能节点三53、以及CAN收发器四44连接有智能节点四54。各智能节点与外部设备进行数据交换，其中智能节点一与外部设备之间进行串口信号61交换，智能节点二与外部设备之间进行开关量信号62交换，智能节点三与外部设备之间进行舵角信息63交换，所述智能节点四连接显示部件64并与其进行相关数据交换。
其中，CAN控制单元10与智能节点均具有输入和输出特性，CANRX代表输入脚，CANTX代表输出脚。
两个电阻R131和电阻R232并联在CAN总收发器20终端，是为了实现阻抗匹配，保证驱动能力，且可以防止信号反射。
本实用新型通过引入CAN总收发器20,并将CAN总收发器20分散成四个CAN分收发器，进而把船舶集中式控制系统向分散式系统进行转化。
智能节点连接在对应的CAN分收发器上、作为网络节点的智能设备连接为网络系统，为进一步构成自动化系统，实现控制、报警、显示、监控、优化及管控一体化的综合自动化功能打下基础。
在本实用新型中，CAN总收发器20提供了CAN控制器与物理总线之间的接口，是影响网络系统安全性、可靠性和电磁兼容性的主要内容，其包括：CAN核、消息RAM、消息处理状态机、以及模块接口，其中，CAN核用于协议控制和消息串并转换，消息处理器用于控制CAN核和消息RAM之间的数据传输，模块接口用于CPU与整个CAN控制器交换数据。
罗经、舵角、气象仪、计程仪、组合导航定位系统、VDR等相关智能设备传输来的串口信号61通过智能节点一51与CAN收发器一41的转换，与系统主控模板之间实现信息的交换，他们之间的通信总线采用传统的RS-485或RS-422总线。
自动舵的开关量信号62通过智能节点二52与CAN收发器二42实现通信。其中开关量信号62包括装载情况、海况、工作模式转换、泵组选择等信号，开关量发生变化后，配置成CAN数据帧格式，将数据发送到CAN总收发器20上。
脉冲信号和电平信号与CAN总收发器20之间的通信，单片机检测脉冲信号，通过处理检测到的脉冲信号，将处理结果通过智能节点三53发送到CAN总收发器20上。
舰船上的舵角指令以及反馈舵角的信息（统称为舵角信息63）都是电位计产生的，电位计输出的是电平信号。将得到的信号经过芯片内嵌的A/D转换模块，转化成数字信号，再通过智能节点三53、CAN收发器三43将信息发到CAN总收发器20上，CAN控制单元10设置同样的标识符读取CAN总收发器20上的舵角信息63。
显示部件64通过智能节点四54与CAN收发器四44之间实现通信，显示部件64可显示船舶速度、船舶内温度、以及气象等信息。
本实用新型通过将CAN总收发器分散成若干CAN分收发器，每个CAN分收发器再通过智能节点单独输入和输出船舶信息，实现全船网络互连、数据共享，具有很好的应用前景。
以上所述，仅是本实用新型的实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
Claims (5)
1.船舶自动操舵仪控制系统,其特征在于包括：CAN控制单元、与CAN控制单元连接的CAN总收发器、连接在CAN总收发器上的若干CAN分收发器、连接在对应的CAN分收发器上的若干智能节点，各智能节点与外部设备进行数据交换。
2.根据权利要求1所述的船舶自动操舵仪控制系统，其特征在于：CAN总收发器包括：CAN核、消息RAM、消息处理状态机、以及模块接口。
3.根据权利要求1所述的船舶自动操舵仪控制系统，其特征在于：所述CAN分收发器有四个，分别为：CAN收发器一、CAN收发器二、CAN收发器三、以及CAN收发器四。
4.根据权利要求3所述的船舶自动操舵仪控制系统，其特征在于：所述智能节点也有四个，分别为：智能节点一、智能节点二、智能节点三、以及，且CAN收发器一与智能节点一连接、CAN收发器二与智能节点二连接、CAN收发器三与智能节点三连接、CAN收发器四与智能节点四连接。
5.根据权利要求4所述的船舶自动操舵仪控制系统，其特征在于：所述智能节点一与外部设备之间进行串口信号交换，所述智能节点二与外部设备之间进行开关量信号交换，所述智能节点三与外部设备之间进行舵角信息交换，所述智能节点四连接显示部件。
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| CN (1) | CN203450366U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114132475A (zh) * | 2021-11-29 | 2022-03-04 | 中国船舶工业集团公司第七0八研究所 | 一种喷水推进船舶航行控制集成手柄 |
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2013
- 2013-08-28 CN CN201320529924.1U patent/CN203450366U/zh not_active Expired - Fee Related
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