CN209858964U - 一种纯电动船的5g控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种纯电动船的5G控制系统，包括主控制器，所述主控制器分别与电池管理系统、驱动变频控制系统和整船供电系统相连，所述主控制器嵌入有5G模组，所述5G模组在主控制器的控制下实现与远程网络数据中心的远程通讯；所述5G模组还通过自带的WIFI与辅助管理操作系统相连。本实用新型为快速响应提供了保障。
Description
技术领域
本实用新型涉及纯电动船控制技术领域，特别是涉及一种纯电动船的5G控制系统。
背景技术
在纯电动船的应用过程中，系统具有自带的数字控制器，满足整船控制过程的算法实现和策略运筹，很大程度上要实现就地的智能运算、船载局域网的建立，但是其还要与远程的网络发生联系，传送整船动态参数、动力锂电池的健康状态管理信息等等。
目前，纯电动船的数字控制器采用GPS功能模组，用以实现航速的测试、位置的判定，采用GPRS完成远程Internet网络的数据服务器传输，作为重要的后台运行的管理措施之一，虽然，从应用层面基本满足的作业任务的需求，但是，由于系统模块过多，通讯链路过于庞大，有的时候，会出现无法实现精细管理的目的和要求。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种纯电动船的5G控制系统，为快速响应提供了保障。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种纯电动船的5G控制系统，包括主控制器，所述主控制器分别与电池管理系统、驱动变频控制系统和整船供电系统相连，所述主控制器嵌入有5G模组，所述5G模组在主控制器的控制下实现与远程网络数据中心的远程通讯；所述5G模组还通过自带的WIFI与辅助管理操作系统相连。
所述主控制还与WIFI应用系统相连，所述WIFI应用系统发出的WIFI信号覆盖整船。
所述主控制器通过CAN总线网络分别与电池管理系统、驱动变频控制系统和整船供电系统相连。
所述主控制器由数字控制器DSP+FPGA器件构成。
有益效果
由于采用了上述的技术方案，本实用新型与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本实用新型将5G模组添加到主控制器中，通过该5G模组实现通讯功能和远程数据通讯功能，从而实现基于5G模式下的数据控制管理和通讯，为快速响应提供了保障。
附图说明
图1是本实用新型的结构方框图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
本实用新型的实施方式涉及一种纯电动船的5G控制系统，如图1所示，包括主控制器，所述主控制器分别与电池管理系统、驱动变频控制系统和整船供电系统相连，所述主控制器嵌入有5G模组，所述5G模组在主控制器的控制下实现与远程网络数据中心的远程通讯；所述5G模组还通过自带的WIFI与辅助管理操作系统相连。所述主控制还与WIFI应用系统相连，所述WIFI应用系统发出的WIFI信号覆盖整船。
本实施方式中的主控制器由数字控制器DSP+FPGA器件构成，其是构成本控制系统的核心要件，所有的外部接口、连接于网络的数据部分都与主控制器相关。主控制器中还嵌入了5G模组，该5G模组可以采用TMS320F2812芯片实现。采用5G模组为核心控制器的一部分，通讯采用直接上网的模式，由于其具有很高的通讯速度和可靠性，因此简化了原有的设计，通讯速率提高了很多，利用5G模组自带的WiFi功能还可以实现就地组网。在实际应用过程中，由于采用了直接上网的功能，因此，系统的响应时间和通讯的冗余特性得到了很大的提高。通讯速度提高后，为推动远程操控、无人操控提供了保障性技术条件。再纯电动船运行的过程中，可以由远程技术人员进行访问、操控本船的执行机构，给航行操控带来了更多的便利条件。在DSP和FPGA的组合控制下，5G模组的介入增加了网络功能、视频传输功能，以及WiFi的直接上网功能，从而实现了将本系统与Internet网络实现无缝链接。需要说明的是，之前所设计开发的纯电动船控制系统的底层软件功能全部保留，并且随着5G模组的接入，完成了快速性、功能性、和便携性的组合，系统更为可靠，操控能力增强。
本实施方式中主控制器通过CAN总线网络分别与电池管理系统、驱动变频控制系统和整船供电系统相连。CAN总线网络在本系统中实现模块级的数据通讯，成为控制系统的核心数据传输枢纽，所有信息数据在主控制器的调度下，完成相互间的传递和控制。
本实施方式的能源系统包括动力锂电池+超级电容的组合和BMS电池管理系统，动力锂电池+超级电容的组合构成了纯电动船的能源供给系统，用以保证船舶的动力特性(超级电容)和续航能力(动力锂电池)。电池管理系统负责监管电池组所有的单体电池参数，并将此动态参数通过网络传给主控制器，用以显示和信息传输。
本实施方式的驱动变频系统包括两个动力驱动装置，该动力驱动装置作为提供给驱动电机驱动的电能的系统，完全依照了驱动电机所需的驱动能量方式传递给电机，电机可带动螺旋桨旋转实现电动船的推进，该动力驱动装置发出的调节指令来自于CAN总线网络，其源头在主控制器所给出的信息。
本实施方式的整船供电系统提供整船全部的供电能源，取代原燃油船的发电机系统，其供电电源为：380VAC，220VAC，24VDC。辅助管理操作系统是一些需要辅助控制的设备系统，例如空调、水处理、视频监控系统，由于这些系统的操控装置很多是可移动的，利用主控制器的5G模组中的WiFi功能，即实现了所有的辅助操控管理。WIFI应用系统是一套独立的WiFi信息传递系统，覆盖了整船所有的部位，为无线数据传输和操作控制带来了便携，WIFI应用系统具有近距离无线操控运行的功能，通过其可实现WiFi信息联接，实现就地无线操控。不难发现，在原系统中，船舶的视频传输一直是老大难问题，无法做到很强的实时性，现在5G模组的介入，在本实用新型的系统的支持下完全解决了这一困惑，为纯电动船的远程操控和无人驾驶的实现提供了技术保障。
完成系统联接上电后，需要对主控制器的基础参数进行设置，完成与远程计算机系统的网络链接，系统即被激活，此时，只要在就地操控手操器上进行常规的操控，就能方便控制本纯电动船的航行，并为远程后台数据中心提供动态的各种信息。在整个运行过程中，BMS电池管理系统负责对各个电池单体的监控，并将电池参数传递给主控制器，主控制器通过5G模组传递给远程数据中心服务器计算机系统，完成后台电池健康状态的动态管理。所有电池状态信息在就地显示屏也能直接显示，报告电量的使用情况，由此可见，通过5G模组的实时传输可以完成后台的电池健康状态管理。由于本系统带有WIFI应用系统，当通过无线联接的操控器，即能实现就地无线操控，当控制权交给远程计算机系统时，就能实现远程控制航行。
Claims (4)
1.一种纯电动船的5G控制系统，包括主控制器，所述主控制器分别与电池管理系统、驱动变频控制系统和整船供电系统相连，其特征在于，所述主控制器嵌入有5G模组，所述5G模组在主控制器的控制下实现与远程网络数据中心的远程通讯；所述5G模组还通过自带的WIFI与辅助管理操作系统相连。
2.根据权利要求1所述的纯电动船的5G控制系统，其特征在于，所述主控制还与WIFI应用系统相连，所述WIFI应用系统发出的WIFI信号覆盖整船。
3.根据权利要求1所述的纯电动船的5G控制系统，其特征在于，所述主控制器通过CAN总线网络分别与电池管理系统、驱动变频控制系统和整船供电系统相连。
4.根据权利要求1所述的纯电动船的5G控制系统，其特征在于，所述主控制器由数字控制器DSP+FPGA器件构成。
Priority Applications (1)
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| CN201920491523.9U CN209858964U (zh) | 2019-04-12 | 2019-04-12 | 一种纯电动船的5g控制系统 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN114578776A (zh) * | 2022-03-09 | 2022-06-03 | 武汉理工大学 | 内河船舶远程控制系统的电子电气架构拓扑结构及系统 |
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2019
- 2019-04-12 CN CN201920491523.9U patent/CN209858964U/zh active Active
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| CN114578776B (zh) * | 2022-03-09 | 2023-06-20 | 武汉理工大学 | 内河船舶远程控制系统的电子电气架构拓扑结构及系统 |
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