基於rs485通訊技術的船舶應急車鍾系統的製作方法
2023-09-12 23:40:15 6
專利名稱：基於rs485通訊技術的船舶應急車鍾系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及船舶電子領域，特別涉及一種基於RS485通訊技術的船舶應急車 鍾系統。
背景技術：
如同汽車行駛時有一檔、二檔等不同的檔位可以改變速度，船舶的主機也有進四、 進三、進二、進一、完車、停車、備車、退一、退二、退三、退四共11個檔位改變行駛速度。駕駛 員在駕駛室發出主機檔位的指令，機艙的輪機員根據指令將主機調節到相應的檔位上，同 時向駕駛員回復剛剛接收到的指令，表示已經執行完畢。處於集控室的輪機員可以監控整 個發令和回令的過程。通常整個過程由主車鍾系統來完成，但是應急車鍾是不可缺少的具 有同樣功能的發令與回令通訊系統。整個這一套應急車鍾系統由安裝於駕駛室的發送器、安裝於機艙的接收器、安裝 於集控室的復示器所組成，但是現有的應急車鍾存在著以下缺點1、通訊速度慢。現有的應急車鍾系統採用的是計數通訊的方式，發送器發送一次 狀態指令，或者接收器回復一次指令要經過1秒多的脈衝計數延時後對方才有反應。2、不利於接口功能的擴展。船舶應急車鍾並不是一個孤立的系統，經常需要接 VDR(Voyage Data Recorder，航海數據記錄儀)、GPS (GlobalPositioning System，全
球定位系統)、計算機、印表機的功能，而這些外接設備通常的接口採用的是RS-485，或者 RS-232-C的標準，與現有應急車鍾系統所採用的脈衝計數功能不兼容。
實用新型內容本實用新型的目的是提供一種基於RS485通訊技術的船舶應急車鍾系統，以解決 現有的應急車鍾系統通訊速度慢、不利於接口功能的擴展的問題。本實用新型提出一種基於RS485通訊技術的船舶應急車鍾系統，包括發送器、接 收器和復示器，發送器安裝在駕駛室中，接收器安裝在機艙內，復示器安裝在集控室內。發 送器、接收器及復示器之間通過RS485異步串行接口相互連接。優選的，所述的基於RS485通訊技術的船舶應急車鍾系統還包括聲光報警器，聲 光報警器與接收器相連。優選的，所述的基於RS485通訊技術的船舶應急車鍾系統還包括兩個主機狀態觸 點開關，其與接收器相連，用於誤操作時報警提示。優選的，發送器上還設置有GPS信號接收端。優選的，GPS信號接收端為RS-485標準功能埠。優選的，發送器上還設置有系統狀態輸出端，用於外接航海數據記錄儀。優選的，系統狀態輸出端為RS-485標準功能埠。優選的，發送器上還設置有數據輸出端，用於連接印表機。優選的，數據輸出端為RS-232-C標準的埠。
3[0016]相對於現有技術，本實用新型的有益效果是1，提高通訊的速度。本實用新型的應急車鍾系統中，通訊採用串口異步，發送器與 接收器的通訊數據就6個字節，一次通訊流程在12毫秒之內完成，對人的反應速度而言，感 覺不到時間差。2，本方案通訊採用通用的串口 RS485協議，方便功能擴展，可以與GPS、印表機、 VDR直接相連，還可以方便地與電腦(通過485-USB或者485-232轉換器)通訊，這為應急 車鍾在生產調試、故障檢測提供很大方便。當然，實施本申請的任一產品並不一定需要同時達到以上所述的所有優點。
圖1為本實用新型基於RS485通訊技術的船舶應急車鍾系統的一種實施例結構 圖；圖2為本實用新型發送器面板的一種實施例示意圖；圖3為本實用新型接收器面板的一種實施例示意圖；圖4為本實用新型復示器面板的一種實施例示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖，具體說明本實用新型。請參見圖1，其為本實用新型基於RS485通訊技術的船舶應急車鍾系統的一種實 施例結構圖。此應急車鍾系統包括發送器11、接收器12和復示器13，發送器11安裝在 駕駛室中，接收器12安裝在機艙內，復示器13安裝在集控室內。發送器11外接了 2個 RS-485標準功能埠，一個用於接收GPS的信號(如接收時間、地點信號)，另一個用於向 VDR(Voyage Data Recorder，航海數據記錄儀)發送應急車鍾系統的狀態。發送器11還外 接了一個RS-232-C標準的埠，用於向印表機發送列印數據，可以按照規範格式將最新的 狀態改變的時間、地點、狀態列印出來。接收器12外接了一個聲光報警器14，以便於克服機 艙內的噪聲，並提醒輪機員。接收器12還外接兩個主機狀態觸點開關Si、S2，用於當輪機 員誤操作時報警提示。下面分別對發送器11、接收器12和復示器13的工作原理進行詳細說明。一、發送器的實現所述發送器11包括面板、主控板和蜂鳴器，所述主控板進一步的包括主控晶片、 車鍾通訊485晶片和接口晶片。1、顯示功能請參見圖2，其為本實用新型發送器11面板的一種實施例示意圖。此發送器11的 面板有內外兩圈十一個檔位的指示燈，內圈指示燈表示發送器11當前的檔位，外圈指示燈 表示接收到的回令的檔位；11個檔位的撥動開關用於發令，當撥動開關的動觸點接通某一 個檔位時，該檔位就被接通高電平，該高電平信號經插座傳到發送器11的主控板，並在主 控板上的二極體組成編碼電路，形成特定的按鍵編碼信號，編碼信號送到主控板上的主控 晶片，主控晶片定時掃描這個編碼，根據編碼值判斷是哪個按鍵按下，並發出指令將對應的 按鍵指示燈點亮。如果發送器11和接收到的回令的指示檔位不一致，主控晶片以0. 5秒鐘的間隔交替發出指令使內外圈的檔位指示燈出現閃爍的現象，同時控制蜂鳴器也以0. 5秒 的間隔鳴叫。2、通訊功能通訊時，每當撥動開關切換到一個新的檔位，或者檢測到主電源失電故障，發送器 11立即啟動一個通訊流程主控晶片輸出低電平，接口晶片接收到該低電平信號後，接口 晶片輸出高電平，使接收GPS信號的車鍾通訊485晶片處於高阻狀態，GPS的485信號被屏 蔽了，這時主控晶片向接口晶片發送車鍾通訊數據，使得車鍾通訊485晶片處於發送狀態， 這些數據也同時發送到接收器12和復示器13。接口晶片接收完畢數據後，將輸出低電平， 接口晶片處於接收狀態，此時，GPS的數據流在1秒之內傳到接口晶片中，接口晶片在GPS數 據接收完畢後，將恢復高電平，然後通過串口發送GPS中的時間與地點信息及車鍾系統狀 態信息到印表機接口晶片，印表機接口晶片根據印表機的通訊協議，輸出GPS中的時間與 地點信息及車鍾系統狀態信息給印表機。當這些流程完畢後，發送器11進入待機狀態主控晶片輸出低電平，車鍾通訊485 晶片處於接收狀態，主控晶片監控按鍵和指示燈。接口晶片以1秒的間隔，向VDR(Voyage Data Recorder，航海數據記錄儀)發送車鍾狀態數據。當發送器11接收到來自接收器12的一個狀態數據後，如果判斷接收器12的狀態 發生了改變，則立即啟動通訊流程，從而使得VDR(Voyage DataRecorder，航海數據記錄儀) 及印表機更新數據。3、失電報警功能應急車鐘的電源由兩路供電提供，一路是AC220V經過電源轉換器變成DC24V，稱 為主電源，另一路是DC24V備用電源。正常情況下主電源給光耦供電，當它失電時，光耦輸 出高電平到主控晶片，主控晶片輸出報警信號，使得面板上發光管閃爍，蜂鳴器也以1秒間 隔鳴叫，此時，如果面板「消音」按鍵被按下，主控晶片將檢測輸入一個低電平，然後蜂鳴器 的1秒間隔的鳴叫會取消，而發光管的閃爍仍然繼續；主控晶片同時啟動一次通訊流程，使 得接收器12、復示器13同時報警，VDR(Voyage Data Recorder，航海數據記錄儀)與列印 機更新報警狀態數據。4、誤車報警功能當發送器11收到接收器12的通訊數據中含有誤車的數據後，將會啟動一次通 訊流程，然後，輸出誤車報警信號主控晶片輸出0.3秒鐘間隔的高低電平，使得面板上 的發光管閃爍，蜂鳴器也以0.3秒間隔鳴叫；主控晶片然後也啟動一次通訊流程，使得 VDR(Voyage Data Recorder，航海數據記錄儀)與印表機更新報警狀態數據。二、接收器的實現所述接收器12包括面板、主控板和聲光報警器，所述主控板進一步的包括主控芯 片和車鍾通訊485接口晶片。接收器12具有接收和復示兩種狀態，由復示器13上的切換 開關採用通訊的方式遙控選擇接收器12的接收或復示狀態。當選擇為接收狀態時，接收器 12具有以下功能1、顯示功能請參見圖3，其為本實用新型接收器12面板的一種實施例示意圖。此接收器12的 面板有內外兩圈十一個檔位的指示燈，內圈指示燈表示接收器12當前的檔位，外圈指示燈
5表示發送器11的檔位，11檔位的撥動開關用於回令，當撥動開關的動觸點接通某一個檔位 時，該檔位就被接通高電平，該高電平信號經插座傳到接收器12的主控板，在主控板上二 極管組成的編碼電路，形成特定的按鍵編碼信號，編碼信號送到接收器12的主控晶片，主 控晶片定時掃描這個編碼，根據編碼值判斷是撥動開關指向哪個檔位，通過主控晶片的指 令將對應的按鍵的指示燈點亮。如果發送器11和接收器12的指示檔位不一致，主控晶片 以0. 5秒鐘的間隔控制內外圈的檔位指示燈出現閃爍的現象，同時控制蜂鳴器也以0. 5秒 的間隔鳴叫。2、通訊功能通訊時，每當撥動開關切換到一個新的檔位，或者誤車報警檢測到信號，接收器12 立即啟動一個通訊流程主控晶片輸出低電平，車鍾通訊485接口晶片進入發送數據狀態。 當上述流程完畢後，接收器12進入待機狀態主控晶片輸出高電平，車鍾通訊485接口晶片 進入等待接收數據狀態，主控晶片監控按鍵碼、指示燈。當接收器12接收到來自發送器11 的一個狀態數據後，如果判斷發送器11的狀態發生了改變，則根據新的數據修改面板的顯
7J\ ο3、誤車報警功能當主機檔位調到前進區(進1到進4)或者後退區(退1到退4)，則主機的檔位 開關會分別使得兩個對應的光耦導通，分別會向主控晶片輸入低電平。此時如果車鐘的發 令和回令檔位一致，而主機檔位卻不工作在相應區間，則接收器12啟動誤車報警流程主 控晶片以0.3秒的間隔輸出高低電平，使得面板上誤車指示燈，蜂鳴器，及主控板上的繼電 器(接通聲光報警器)以0.3秒的間隔工作。此時將啟動一次通訊流程，將誤車報警的車 鍾通訊數據發送出去給發送器11和復示器13。當選擇為復示狀態時，面板的撥動開關不起作用，內外圈的指示分別表示復示器 13的撥動開關和發送器11的撥動開關的指示檔位，其餘功能跟接收狀態的功能一樣。三、復示器的實現所述復示器13包括面板、主控板，所述主控板進一步的包括主控晶片和車鍾通訊 485接口晶片。復示器13也具有接收和復示兩種狀態可選擇，由復示器13上的切換開關選 擇，選擇信號採用通訊的方式遙控接收器12，使得接收器12和復示器13這兩者始終於兩種 相反的工作狀態。復示器13具有以下功能1、顯示功能請參見圖4，其為本實用新型復示器13面板的一種實施例示意圖。復示器13的面 板有內外兩圈十一個檔位的指示燈，內圈指示燈表示當前回令的檔位，外圈指示燈表示發 送器11的檔位，當工作於接收狀態時，11檔位的撥動開關用於回令，當撥動開關的動觸點 接通某一個檔位時，該檔位就被接通高電平，該高電平信號經插座傳到主控板，在主控板上 的二極體組成編碼電路，形成特定的按鍵編碼信號，編碼信號送到主控晶片，主控晶片定時 掃描這個編碼，根據編碼值判斷是撥動開關指向哪個檔位，並發出指令將對應按鍵的指示 燈點亮。如果發送器11和當前回令檔位的指示不一致，主控晶片以0. 5秒鐘的間隔向檔位 指示燈及蜂鳴器發出指令，使得內外圈的檔位指示燈出現閃爍的現象，使得蜂鳴器也以0. 5 秒的間隔鳴叫。當工作於復示狀態時，面板的撥動開關不起作用，內外圈的指示分別表示接 收器12的撥動開關和發送器11的撥動開關的指示檔位。[0052]2、通訊功能復示器13的主控板的電路與接收器12主控板電路相同。復示器13工作於復示狀 態時，主控晶片輸出低電平到車鍾通訊485的控制端，此時復示器13處於接收數據狀態，本 身不可發送數據。但是，如果按下復示器13面板上的切換按鍵，主控晶片檢測到一個低電 平信號輸入，主控晶片就會發送狀態切換信號到接收器12，接收器12收到這個信號後，撥 動開關失去作用，只可以復顯發送接收狀態，而此時的復示器13的撥動開關開始起作用， 從而復示器13可以回令。每當撥動開關切換到一個新的檔位，復示器13執行回令功能，立 即啟動一個通訊流程主控晶片輸出高電平，車鍾通訊485接口晶片進入發送數據狀態，主 控晶片發送數據。當上述流程完畢後，接收器12進入待機狀態主控晶片輸出低電平，車鍾 通訊485接口晶片進入等待接收數據狀態，主控晶片監控按鍵碼指示燈。當接收器12接收 到來自發送器11的一個狀態數據後，如果判斷發送器11的狀態發生了改變，則根據新的數 據修改面板的顯示。本實用新型基於RS485通訊技術的船舶應急車鍾系統具有以下優點1，提高通訊的速度。本實用新型的應急車鍾系統中，通訊採用串口異步，發送器11 與接收器12的通訊數據就6個字節，一次通訊流程在12毫秒之內完成，對人的反應速度而 言，感覺不到時間差。2，本方案通訊採用通用的串口 RS485協議，方便功能擴展，可以與GPS、印表機、 VDR(Voyage Data Recorder，航海數據記錄儀)直接相連，還可以方便地與電腦(通過 485-USB或者485-232轉換器)通訊，這為應急車鍾在生產調試、故障檢測提供很大方便。以上公開的僅為本申請的幾個具體實施例，但本申請並非局限於此，任何本領域 的技術人員能思之的變化，都應落在本申請的保護範圍內。
權利要求一種基於RS485通訊技術的船舶應急車鍾系統，包括一發送器、一接收器和一復示器，該發送器安裝在駕駛室中，該接收器安裝在機艙內，該復示器安裝在集控室內，其特徵在於，該發送器、該接收器及該復示器之間通過RS485異步串行接口相互連接。
2.如權利要求1所述的基於RS485通訊技術的船舶應急車鍾系統，其特徵在於，其還包 括一聲光報警器，該聲光報警器與該接收器相連。
3.如權利要求1所述的基於RS485通訊技術的船舶應急車鍾系統，其特徵在於，其還包 括用於誤操作時報警提示的兩個主機狀態觸點開關，其與該接收器相連。
4.如權利要求1所述的基於RS485通訊技術的船舶應急車鍾系統，其特徵在於，該發送 器上還設置有一 GPS信號接收端。
5.如權利要求4所述的基於RS485通訊技術的船舶應急車鍾系統，其特徵在於，該GPS 信號接收端為RS-485標準功能埠。
6.如權利要求1所述的基於RS485通訊技術的船舶應急車鍾系統，其特徵在於，該發送 器上還設置有用於外接航海數據記錄儀(VDR)的一系統狀態輸出端。
7.如權利要求6所述的基於RS485通訊技術的船舶應急車鍾系統，其特徵在於，該系統 狀態輸出端為RS-485標準功能埠。
8.如權利要求1所述的基於RS485通訊技術的船舶應急車鍾系統，其特徵在於，該發送 器上還設置有用於連接印表機的一數據輸出端。
9.如權利要求8所述的基於RS485通訊技術的船舶應急車鍾系統，其特徵在於，該數據 輸出端為RS-232-C標準的埠。
專利摘要本實用新型提出一種基於RS485通訊技術的船舶應急車鍾系統，涉及船舶電子領域，其包括發送器、接收器和復示器，發送器安裝在駕駛室中，接收器安裝在機艙內，復示器安裝在集控室內，發送器、接收器及復示器之間通過RS485異步串行接口相互連接。本實用新型具有通訊速度快、利於接口功能擴展的優點。
文檔編號G08C19/00GK201698536SQ20102018696
公開日2011年1月5日 申請日期2010年5月7日 優先權日2010年5月7日
發明者邱宏 申請人:南通科碩航海電子有限公司