CN204631516U - 游艇一体化显示控制装置和游艇控制台 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种游艇一体化显示控制装置和游艇控制台。该显示控制装置包括：核心控制单元，包括微控制器和两个CAN驱动模块，两个CAN驱动模块用于驱动两路CAN总线；信号处理单元，包括以太网通信电路和串口通信电路，用于进行控制信息交互；触摸显示单元，包括串行输出接口，用于与外部触摸屏连接进行相关信息参数的显示；指示按键单元，其包括多个控制信号输入部件和多个状态指示部件，分别用于控制信号输入和状态指示；通过CAN总线和以太网通信电路与外部设备进行冗余通讯，进行一体化显示控制。通过上述一体化显示控制装置和游艇控制台，实现游艇驾驶中的一体化显示控制，节省空间，操作方便，并且提高了游艇驾驶系统的可扩展性和兼容性。
Description
技术领域
本实用新型涉及船舶显示控制技术领域，尤其涉及游艇一体化显示控制装置和游艇控制台。
背景技术
随着船舶智能控制系统的飞速发展，对控制系统硬件平台的集成化、一体化程度要求不断提高。其中，控制系统中的显示控制模块是船舶与游艇控制台的核心部件，是控制系统中任务处理和信息显示的核心单元。目前，船舶或游艇上的显示和控制模块硬件电路集成化程度低，外围接口少，显示信息少，控制功能单一，即使少量先进船舶或游艇采用一体化智能显控模块，但其操作繁琐，开发成本高，兼容性差，不适用于对系统集成化要求较高的新型船舶，特别是用于油电混合的小型船舶和游艇的应用。
实用新型内容
在下文中给出关于本实用新型的简要概述，以便提供关于本实用新型的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本实用新型的穷举性概述。它并不是意图确定本实用新型的关键或重要部分，也不是意图限定本实用新型的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。
鉴于当前在油电混合的小型船舶和游艇的控制系统中存在的上述缺陷，为了使船舶和游艇显示控制模块功能更强大，满足小型船舶和游艇对控制台集中控制、操作方便的要求，该实用新型对以前独立的功能单元进行了高度硬件集成，实现了船舶和游艇综合控制显示功能。
本实用新型提供一种油电混合游艇一体化显示控制装置，其包括：
核心控制单元，其包括微控制器和与微控制器连接并受其控制的两个CAN驱动模块，两个独立的CAN驱动模块分别用于驱动两路独立的CAN总线；
信号处理单元，其包括AD采集电路、串口通信电路、开关量和/或模拟量输出电路以及两路独立的以太网通信电路，用于与各路通信电路和外部信号进行控制信息交互；
触摸显示单元，包括触摸输入部件与串行输出接口，分别用于触摸输入和与外部的触摸屏连接进行相关信息参数的显示；
指示按键单元，其包括多个控制信号输入部件和多个状态指示部件，分别用于控制信号输入和状态指示；
其中，通过两个独立的CAN驱动模块驱动的两路独立的CAN总线和以太网通信电路与外部设备进行双网双冗余通讯，进行一体化显示控制。
优选地，核心控制单元的微控制器基于ARM7。
优选地，核心控制单元包括两路电位采集接口，用于采集游艇状态数据。
优选地，串口通信电路为I2C通信电路。
优选地，多个控制信号输入部件为至少29个按键，多个状态指示部件为至少29对指示灯。
优选地，用户能够通过一个按键选择一体化显示控制装置与外部设备通过以太网通信或通过CAN总线通信。
优选地，指示按键单元包括调光按钮，指示灯亮度可以通过所述调光按钮进行调节。
优选地，在油电混合游艇一体化显示控制装置中，用户能够自定义按键和指示灯状态，对游艇上的设备相关运行状态和报警状态进行显示。
本实用新型还提供一种游艇控制台，其包括基于上述任一技术方案的一体化显示控制装置，还包括一个电位器输出手柄和一个电位器输出方向盘，一体化显示控制装置自带的两路电位采集接口，分别采集手柄电位器和方向盘电位器数据，获得游艇的当前的速度值和方向信息。
通过本实用新型提供的油电混合游艇一体化显示控制装置及游艇控制台，能够实现游艇驾驶中的一体化显示控制，节省空间，操作方便，并且提高了游艇驾驶系统的可扩展性和兼容性。
附图说明
参照下面结合附图对本实用新型实施例的说明，会更加容易地理解本实用新型的以上和其它目的、特点和优点。附图中的部件只是为了示出本实用新型的原理。在附图中，相同的或类似的技术特征或部件将采用相同或类似的附图标记来表示。
图1为根据本实用新型的一个实施例提供的游艇一体化显示控制装置的结构框图；
图2为根据本实用新型的一个实施例提供的游艇一体化显示控制装置的核心控制单元的框图；
图3为根据本实用新型的另一个实施例提供的游艇一体化显示控制装置的核心控制单元的框图；
图4为根据本实用新型的一个实施例提供的游艇一体化显示控制装置的信号处理单元的框图；
图5为根据本实用新型的另一个实施例提供的游艇一体化显示控制装置的信号处理单元的框图；
图6为根据本实用新型的一个实施例提供的游艇一体化显示控制装置的触摸显示单元的框图；
图7为根据本实用新型的一个实施例提供的游艇一体化显示控制装置的指示按键单元的框图；
图8为根据本实用新型的另一个实施例提供的游艇一体化显示控制装置的指示按键单元的框图；
图9为根据本实用新型的一个实施例提供的游艇控制台的框图。
具体实施方式
下面参照附图来说明本实用新型的实施例。在本实用新型的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其它附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚的目的，附图和说明中省略了与本实用新型无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。
图1是根据本实用新型的一个实施例提供的游艇一体化显示控制装 置1的结构框图。游艇一体化显示控制装置1包括：核心控制单元2，包括微控制器(MCU)和与其连接并受其控制的两个独立的CAN(全称Controller Area Network，控制器局域网络)驱动模块，两个独立的CAN驱动模块分别用于驱动两路独立的CAN总线，作为一体化显示控制装置的控制中心；信号处理单元3，其包括AD采集电路、串口通信电路、开关量和/或模拟量输出电路以及两路独立的以太网通信电路，用于与各路通信电路和外部信号进行控制信息交互；触摸显示单元4，包括触摸输入部件和串行输出接口，分别用于触摸输入和与外部的触摸屏(例如，工业高清触摸屏)连接进行相关信息参数的显示；指示按键单元5，其包括多个控制信号输入部件和多个状态指示部件，分别用于控制信号输入和状态指示。通过两个CAN驱动模块驱动的两路独立的CAN总线和两路独立的以太网通信电路与外部设备进行双网双冗余通讯，执行整个一体化显示控制装置1的控制任务。通过两路独立的CAN总线与两路独立的以太网通信电路都可以与外部设备进行通信，其中任何一路通信断掉后另一路通信不受影响，可以继续保持通信正常，只有在所有通信全部断掉后，才会通信故障。因此，两路独立的CAN总线通信和两路独立的以太网通信相互冗余，可以切换通信方式。冗余通信提高了一体化显示控制装置与外部设备的通讯可靠性。另外，外部RAM和外部Flash(未示出)完成信息存储与处理功能。整个显示控制模块实现了对船舶和游艇相关信息的数据采集功能和状态输出控制功能。
图2为根据本实用新型的一个实施例提供的游艇一体化显示控制装置的核心控制单元2的框图。在该实施例中，优选地，核心控制单元2包括微控制器21，两个独立的CAN驱动模块22分别驱动两路独立的CAN总线23与外部设备通信。微控制器21是基于ARM7的微控制器。例如，核心控制单元采用飞利浦的LPC2292微处理器，具有可配置的16/32位数据总线，并支持实时仿真和跟踪，带有256k字节嵌入的高速Flash存储器，带两路CAN隔离驱动芯片，128K的外部RAM和128K的外部Flash。
图3为根据本实用新型的另一个实施例提供的游艇一体化显示控制装置的核心控制单元2的框图，在该实施例中，优选地，核心控制单元2包括两路电位采集接口24，用于采集游艇状态数据。
图4为根据本实用新型的一个实施例提供的游艇一体化显示控制装置的信号处理单元3的框图。在该实施例中，优选地，信号处理单元3 包含电源电路(未示出)、AD采集电路33、模拟量和/或开关量输出电路34、串口通信电路32以及两路独立的以太网通信电路31。电源电路用于为各个模块供电；AD采集电路33用于采集模拟量输入数据，转换成数字量；串口通信电路32，用于实现信号处理单元3和触摸显示单元4之间触摸输入数据和显示数据的传送，两路独立的以太网通信电路31和核心控制单元2的两路CAN总线23构成双网双冗余通信系统，提高系统与外部设备通信的可靠性。模拟量和/或开关量输出电路34，用于输出控制游艇驾驶需要的指示和指令信号。
图5为根据本实用新型的另一个实施例提供的游艇一体化显示控制装置的信号处理单元3的框图。在该实施例中，优选地，串口通信电路32是I2C通信电路，其实现信号处理单元3和触摸显示单元4之间触摸输入数据和显示数据的传送。
图6为根据本实用新型的一个实施例提供的游艇一体化显示控制装置的触摸显示单元4的框图。在该实施例中，触摸显示单元4通过触摸输入部件41和串行输出接口42与外部的工业高清触摸屏6连接。通过在触摸屏6上设置的对应有软件组态的控制按钮及对应参数输入输出显示框，操作员可以在线更改触摸屏上显示的参数或发出控制指令，这些输入除了在触摸屏上操作，也可以在指示按键单元的按键上操作，因此，该一体化显示控制装置构成触摸控制和按键控制冗余，提高了操作可靠性。另一方面，也可以在触摸屏上设置系统运行状态图,实时显示游艇系统的运行状态信息。
图7为根据本实用新型的一个实施例提供的游艇一体化显示控制装置的指示按键单元5的框图。在该实施例中，优选地，指示按键单元5包括控制信号输入部件51和状态指示部件52。控制信号输入部件包括至少29个按键511，用于输入控制指令和控制参数。在一个实施例中，用户能够通过一个按键选择一体化显示控制装置与外部设备通过以太网通信或通过CAN总线通信。状态指示部件包括至少29对指示灯521，例如LED指示灯，用于指示游艇上的设备的相关运行状态和报警状态。
图8为根据本实用新型的另一个实施例提供的游艇一体化显示控制装置的指示按键单元5的框图。在该实施例中，优选地，一个或多个或全部指示灯包括调光按钮522，指示灯亮度可以通过所述调光按钮522进行调节。在一个实施例中，指示按键单元用5块I2C总线LED调光器PCA9532采集29个按键511的输入信号以及控制29对指示灯521的输 出，另外加1块P82B96双向总线缓冲器驱动I2C通信，通过I2C总线完成信号传输和控制。按键511可以设置在触摸屏的下部，也可以根据空间便利需要设置在触摸屏的上部或其它位置。
优选地，在油电混合游艇一体化显示控制装置中，用户能够自定义按键511和指示灯521的状态，对游艇上的设备相关运行状态和报警状态进行显示，例如，用户能够通过软件自定义按键511和指示灯521的状态，对游艇上的设备相关运行状态和报警状态进行显示。
图9为根据本实用新型的一个实施例提供的游艇控制台的框图。在该实施例中，游艇控制台7包括基于上述任一技术方案的一体化显示控制装置1，还包括一个电位器输出手柄71和一个电位器输出方向盘72，一体化显示控制装置自带的两路电位采集接口24，分别采集手柄电位器71和方向盘电位器72数据，获得游艇的当前的速度值和方向信息。
供电后，一体化显示控制装置通过两路电位采集接口24采集手柄电位器71和方向盘电位器72数据，获得游艇的当前的速度值和方向信息，该信息通过串行通信口32传递到显示触摸屏6上，用户根据控制需要手动操作按键511或触摸屏6，发出速度和方向调节控制指令，控制指令通过CAN现场总线23与手柄电位器71和方向盘电位器72进行信息交换和处理，改变当前游艇速度或航向。当游艇运行速度超限时，控制单元通过软件实现内部速度参考值与当前速度值的比对，发出报警信号，触发蜂鸣器发出声音报警，同时状态输出指示灯521也相应闪烁以示警告。
通过上述技术方案，游艇控制台通过一体化显示控制装置自带的按键和不同的输入输出接口能够实现游艇的油电控制切换、起动、停车、速度微调等多项控制功能。
本实用新型将游艇显示控制装置一体化，用户可以使用按键和触摸显示屏进行船舶或游艇的操作控制，通过指示灯的亮、灭、闪烁等不同状态，对船舶及游艇上的设备相关运行状态和报警状态进行显示，指示灯亮度可以通过调光按钮进行调节。该实用新型易于安装和维护，克服了现有主机控制单元操作繁琐，体积庞大，功能单一的缺点。用户不仅可以使用该显示控制装置完成主机的控制功能，还可以根据功能需求灵活进行软件编制，单元可扩展性强，兼容性高。该单元采用双网双冗余通信，任何一路通讯故障都不会影响外部正常通讯，同时采用触摸控制和按键控制冗余，提高了操作的可靠性。
通过上述根据本实用新型提供的油电混合游艇一体化显示控制装置及游艇控制台，能够实现游艇驾驶中的一体化显示控制，节省空间，操作方便，并且提高了游艇驾驶系统的可扩展性和兼容性。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (9)
1.一种一体化显示控制装置，其特征在于，包括：
核心控制单元，其包括微控制器和与微控制器连接并受其控制的两个独立的CAN驱动模块，所述两个独立的CAN驱动模块分别用于驱动两路独立的CAN总线；
信号处理单元，其包括AD采集电路、串口通信电路、开关量和/或模拟量输出电路以及两路独立的以太网通信电路，用于与各路通信电路和外部信号进行控制信息交互；
触摸显示单元，包括触摸输入部件和串行输出接口，用于触摸输入和与外部的触摸屏连接进行相关信息参数的显示；
指示按键单元，其包括多个控制信号输入部件和多个状态指示部件，用于控制信号输入和状态指示；
其中，所述一体化显示控制装置通过所述两个独立的CAN驱动模块驱动的两路独立的CAN总线和所述两路独立的以太网通信电路与外部设备进行双网双冗余通讯，进行一体化显示控制。
2.根据权利要求1所述的一体化显示控制装置，其特征在于，所述核心控制单元的微控制器基于ARM7。
3.根据权利要求1-2中任一项所述的一体化显示控制装置，其特征在于，所述核心控制单元还包括两路电位采集接口，用于采集游艇状态数据。
4.根据权利要求1所述的一体化显示控制装置，其特征在于，所述串口通信电路为I2C通信电路。
5.根据权利要求1-2中任一项所述的一体化显示控制装置，其特征在于，所述多个控制信号输入部件为至少29个按键，所述多个状态指示部件为29对指示灯。
6.根据权利要求5所述的一体化显示控制装置，其特征在于，用户能够自定义按键和指示灯状态，对游艇上的设备相关运行状态和报警状态进行显示。
7.根据权利要求5所述的一体化显示控制装置，其特征在于，用户能够通过一个按键选择所述一体化显示控制装置与外部设备通过以太网 通信或通过CAN总线通信。
8.根据权利要求5所述的一体化显示控制装置，其特征在于，所述指示按键单元包括调光按钮，所述指示灯的亮度能够通过所述调光按钮进行调节。
9.一种游艇控制台，其包括根据权利要求1-8中任一项所述的一体化显示控制装置，还包括一个电位器输出手柄和一个电位器输出方向盘，所述一体化显示控制装置自带的两路电位采集接口，分别采集手柄电位器和方向盘电位器数据，获得游艇的当前的速度值和方向信息。
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| 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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