船舶用機器的網絡系統的製作方法
2023-08-13 06:43:21
專利名稱：船舶用機器的網絡系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種採用網絡將魚群探測機、或者聲納裝置等探測目標物的探測機、和對這些探測機的探測結果進行顯示的顯示器連接起來的船舶用機器的網絡系統。
背景技術：
安裝在船舶上的魚群探測機或聲納裝置，由換能器往水中發送超聲波信號，接收其回聲信號，探測水中的目標物。此換能器發送超聲波信號的頻率由換能器的形狀等決定，由於不能根據探測對象和探測深度進行多種設定，多種情況是按頻率裝備探測機。
裝備了這樣的魚群探測機的船舶之間，相互在近旁進行探測的情況下，會產生各種超聲波信號互相干擾的問題。即，會產生一方船舶在水中發送的超聲波信號或其回聲信號，由另一方船舶接收而出現虛像的可能性。
在同一艘船舶上設置有多個魚群探測機或聲納裝置的情況下也會發生，例如，安裝在船頭的魚群探測機和安裝在船尾的魚群探測機之間相互幹擾，因而在自身船舶上安裝的多個魚群探測機或者聲納裝置之間也會產生超聲波幹擾。
為解決這一問題，在多個魚群探測機的運作中，採用了讓超聲波信號的發送時刻同步化的方法。
即，通過讓指示超聲波信號的發送時刻的發送脈衝信號，在所有的魚群探測機中進行同步化，消除發送脈衝信號的相互幹擾，減小魚群探測機之間回聲信號的相互影響。如採用此方法，除了頻率完全相同的情況之外，來自它機的超聲波信號所形成的回聲信號的接收電平，比自機的回聲信號的接收電平小。再者，對同一目標物反射而得到的回聲信號，由於自機和它機都在同一距離發生，因此，它機的回聲信號被本機的回聲信號所掩蓋，其影響可以減少。
然而，在現有技術那樣的抑制魚群探測機之間的幹擾的方法中，存在以下所示需解決的問題。
即，為了在多個魚群探測機中進行同步，需要產生用於進行同步的發送脈衝信號。在以往，所採用的方法是設置產生發送脈衝信號的裝置，採用專用線路將多個魚群探測機連接，向該魚群探測機提供發送脈衝信號。
在該方法中雖然可以實現同步化，但因需要新設置發送脈衝信號產生裝置，增加了網絡機器所佔空間的比例，同時成本也隨之提高。
為解決這一課題，可想像的方法有在多個魚群探測機中預先將一個魚群探測機脈衝信號設定成主發送脈衝信號，再將其發送給其他魚群探測機。在該方法中，在預先設置帶有多個顯示部的魚群探測機時，設定成為主魚群探測機的魚群探測機。然後，在這些魚群探測機插入電源後，從主魚群探測機將發送脈衝信號向其它從屬魚群探測機輸出，所有的魚群探測機同步向水中發送超聲波。
但是，在這樣的方法中，由於主發送脈衝信號固定，會出現以下的問題。
即，由於產生主發送脈衝信號的魚群探測機固定，如果該魚群探測機不動作時，則無法產生主發送脈衝信號。
如圖5所示，如主發送脈衝信號比從屬魚群探測機的超聲波發送周期(發送脈衝信號的周期)短時，則從屬魚群探測機的超聲波發送周期變長。這是因為從屬魚群探測機要進行沒有受理到在探測區域範圍內的發送脈衝的處理。
例如，在主發送脈衝信號的周期為100msec，從屬發送脈衝信號的周期為120msec時，從屬魚群探測機，按照接收到的主發送脈衝信號，讓自機的發送脈衝信號同步。在這種情況下，從屬魚群探測機，由於以120msec的周期發送超聲波信號，在接收到在進行同步的主發送脈衝信號中緊接脈衝①之後的脈衝②的時刻，又接收到探測區域範圍內的超聲波信號，只能與其後的脈衝③同步，發送超聲波。這時，從屬魚群探測機成為以200msec的周期發送超聲波的情況。
這樣，如果必須從120msec的周期變更成200msec的周期發送超聲波信號，則探測信息將會大幅度減少。
專利文獻1特開2001-166055號公報。
發明內容
本發明的目的在於提供一種多個魚群探測機之間的超聲波不幹擾，可以抑制探測信息的減少的裝備了多個魚群探測機的船舶用機器的網絡系統。
該發明所示的船舶用機器的網絡系統，將與該網絡連接的探測機中之一設定成主探測機，而將其它探測機設定成從屬探測機。進一步，主探測機，從所有探測機收集設定超聲波信號的發送周期的發送脈衝信息，根據發送周期最長的發送脈衝信息，生成發送脈衝信號，並向從屬探測機輸出。從屬探測機，根據從主探測機輸入的發送脈衝信號，向探測區域發送超聲波信號。
在該構成中，通過在顯示器側(用戶)的設定中任意設定主探測機(魚群探測機等)。因而主探測機可以始終存在。即，從動作中的探測機中設定主探測機，可以始終輸出主發送脈衝信號。進一步，主探測機檢測動作中的多個探測機的發送脈衝周期，在自機上形成周期最長的發送脈衝信號，輸出到其他探測機，在動作中的所有探測機中，可以互相抑制超聲波幹擾，可以按最佳效率的周期向水中發送超聲波，進行探測。
該發明所示的船舶用機器的網絡系統，在多個探測機之間包括只輸入輸出發送脈衝信號的專用線路。
在該構成中，由於在多個探測機之間只輸入輸出發送脈衝信號，可以在不產生延遲的情況下進行同步化。
該發明所示的船舶用機器的網絡系統，當主探測機不能輸出發送脈衝信號時，將從屬探測機的任一個設定為主探測機。
在該構成中，由於主探測機的電源處於關斷狀態等理由，主探測機不能輸出主發送脈衝信號時，將動作中的其它探測機中之一自動設定為主探測機，該新主探測機檢測其它探測機的發送脈衝周期，生成周期最長的發送脈衝信號，向其它探測機輸出。
該發明所示的船舶用機器的網絡系統，對多個主探測機以及多個顯示器設定分別不同的IP位址，將動作中的探測機中、特定的探測機設定成主探測機。
在該構成中，探測機的識別採用預先設定在各裝置上的IP位址進行，例如，通過將IP位址最小的探測機登錄成主探測機，在與船舶用機器的網絡系統連接的各裝置接通電源時，自動將IP位址最小的探測機設定為主探測機，或者在該主探測機的電源被切斷時，自動將下一個IP位址最小的探測機(在動作中的探測機中IP位址最小的探測機)設定為新的主探測機。
該發明所示的船舶用機器的網絡系統，上述探測機由魚群探測機或者聲納裝置等超聲波探測裝置構成。
圖1表示有關本實施方式的船舶用機器的網絡系統主要部分的框圖。
圖2表示與圖1所示船舶用機器的網絡系統連接的魚群探測機不進行同步化而使用的情況下的發送脈衝信號及接收信號的波形圖。
圖3表示與圖1所示船舶用機器的網絡系統連接的魚群探測機進行同步化而使用的情況下的發送脈衝信號及接收信號的波形圖。
圖4表示主魚群探測機的動作流程圖。
圖5表示現有技術的同步化方法的波形圖。
圖中1、2、3-魚群探測機，11、21、31-魚群探測機的控制部，12、22、32-魚群探測機的探測部，13、23、33-魚群探測機的換能器，4、5、6-顯示器，41、51、61-顯示器的控制部，42、52、62-顯示器的操作部，43、53、63-顯示器的顯示部，100-網絡，101-發送脈衝信號專用線路。
具體實施例方式
參照
有關本發明實施方式的船舶用機器的網絡系統。
圖1表示有關本實施方式的船舶用機器的網絡系統主要部分的框圖。
圖2表示分別在魚群探測機1、2、3中進行同步化之前的發送脈衝信號及從水中接收的信號的超聲波反射信號的概略波形圖。
圖3表示分別在魚群探測機1、2、3中進行了同步化的情況下的發送脈衝信號及從水中接收的信號的超聲波反射信號的概略波形圖。
圖4表示主魚群探測機的動作流程圖。
在圖1中，1、2、3分別表示與本發明的探測機對應的魚群探測機，魚群探測機1、2、3分別包括控制部11、21、31、探測部12、22、32及換能器13、23、33。4、5、6分別為顯示器，顯示器4、5、6分別包括控制部41、51、61、操作部42、52、62及顯示部43、53、63。這些魚群探測機1、2、3和顯示器4、5、6在各自的控制部與Ethnet(乙太網，註冊商標)等的網絡100連接在一起。另外，魚群探測機1、2、3由與網絡100不同的專用線路101連接。
各個控制部11、21、31，41、51、61在對各裝置(魚群探測機或顯示器)的網絡連接進行控制，同時在各裝置之間進行探測和操作數據的發送和接收。
魚群探測機1、2、3的控制部11、21、31是通過各魚群探測機間的專用線路101發送或接收脈衝信號。
魚群探測機1、2、3的探測部12、22、32根據從顯示器接收到的操作數據，產生驅動換能器13、23、33的驅動信號，同時根據由換能器13、23、33接收到的回聲信號生成探測數據，在換能器13、23、33上排列設置多個振動子。這些振動子根據來自探測部12、22、32的驅動信號，向外部(水中)發送超聲波信號。並且，上述振動子接收水中的回聲信號，向探測部12、22、32輸出。
顯示器4、5、6的操作部42、52、62，根據用戶對鍵盤等操作裝置進行操作所輸入的命令，生成操作數據。而且顯示部43、53、63在顯示畫面上表示探測數據或操作數據。
在此，例如表示在所有的魚群探測機1、2、3及顯示器4、5、6動作的狀態下，顯示器4控制魚群探測機1的情況。
用戶如果將想得到的魚群信息或探測深度輸入到操作部42，操作部42生成與輸入對應的由探測區域和強度等構成的探測部控制信息等的操作數據，向控制部41輸出。控制部41將操作數據，經由網絡100，向魚群探測機1的控制部11輸出。這時，在各裝置中預先設定IP位址，顯示器4的控制部41將魚群探測機1的IP位址(本實施方式的情況下IP位址＝1)及自機的IP位址(本實施方式的情況下IP位址＝4)添加到操作數據中後發送。
然後，魚群探測機1的控制部11接收到該操作數據，向探測部12發送。探測部12根據所輸入的操作數據的探測部控制信息和其他探測部的發送周期，按照成為後述的發送周期、強度等那樣生成驅動信號，向換能器13輸出。換能器13由驅動信號激勵振蕩，通過讓在表面排列設置的振動子進行振動，向水中的探測領域發送超聲波信號。
這樣，發送到水中的超聲波信號由海底或目標物等反射，產生回聲信號。換能器13使振動子接收指定區域內的回聲信號，生成接收波束，向探測部12輸出。探測部12根據回聲信號的接收波束，生成探測數據後向控制部11輸出。控制部11經由網絡100向顯示器4的控制部41發送。在這種情況下，如上所述採用IP位址，從而識別出發信源的魚群探測機1和接收方的顯示器4。
在控制部41中接收到的探測數據被發送到向顯示器43輸出，並以指定形式在畫面上顯示，用戶通過觀看探測數據，可以確認水中等的探測結果。
參照圖2、圖3、圖4，對在這樣的船舶用機器的網絡系統中各魚群探測機1、2、3的超聲波信號(驅動信號)的發送進行同步化的方法進行說明。
在本說明中，對假定各魚群探測機1、2、3的發送脈衝周期分別為150msec、200msec、120msec，即使在動作中，也以IP位址小的魚群探測機作為主魚群探測機的情況進行說明。
本說明中，圖2表示各個魚群探測機1、2、3在沒有同步的情況下，各個發送脈衝信號以及相應區域的接收信號。如圖2所示，魚群探測機1以150msec將發送脈衝信號發送，並據此獲得指定長度T1的接收信號。魚群探測機2以200msec將發送脈衝信號發送，並據此獲得指定長度T2的接收信號。魚群探測機3以120msec將發送脈衝信號發送，並據此獲得指定長度T3的接收信號。
另一方面，在使各魚群探測機同步的情況下，把IP位址最小的魚群探測機1設定為主魚群探測機，該主魚群探測機檢查各魚群探測機的發送脈衝信號周期，將這些發送脈衝信號中發送周期最長的信號作為主發送脈衝信號，向其它從屬魚群探測機2、3輸出。從屬魚群探測機2、3根據主發送脈衝信號進行同步化，如圖3所表示，在所有的魚群探測機1、2、3以200msec的發送周期，可以得到分別為T1、T2、T3的接收信號。
在此，主魚群探測機1在接入電源時自動設定，在本實施方式中，各魚群探測機1、2、3一旦接入電源，各控制部11、21、31分別確認IP位址，並把IP位址最小的魚群探測機設定為主魚群探測機。
以下，採用圖4的流程圖對進行上述同步時的主魚群探測機1的動作進行說明。
一旦接入電源，魚群探測機1和連接在網絡上的其他魚群探測機通信，比較IP位址後，確認自機是主魚群探測機(s1)。當魚群探測機1被確認為是主魚群探測機後，魚群探測機1收集其他魚群探測機(從屬魚群探測機)的發送脈衝信號的周期，並和自機的發送脈衝信號的周期進行比較(s2)。其次，如果自機的發送脈衝信號的周期最長，則以該發送脈衝信號作為主發送脈衝信號，採用線路101向從屬魚群探測機2、3輸出(s3→s4)。從屬魚群探測機2、3，如上所述，輸入由主魚群探測機1輸出的發送脈衝信號。然後，各魚群探測機1、2、3根據上述發送脈衝信號，向水中發送超聲波信號，並接收相當於探測範圍的超聲波反射信號(s5)。
在此，如果主魚群探測機1的發送脈衝信號的周期比其他從屬魚群探測機2、3的發送脈衝信號的周期短，(例如圖2中魚群探測機1和魚群探測機2的發送脈衝信號周期的關係)，主魚群探測機1將發送脈衝信號的周期變換成從屬魚群探測機中周期最長的發送脈衝信號的周期。然後，將更換後的發送脈衝信號作為主發送脈衝信號，向從屬魚群探測機2、3輸出(s3→s9→s4)。該動作，變更自機的設定，或者變更他機(從屬魚群探測機)的設定，知道變更成最長的發送脈衝信號的周期為止反覆進行。即，在生成、輸出發送脈衝信號的時刻，通過顯示器4的操作部42，如果探測深度的變更等而超聲波信號的發送周期變更，魚群探測機1的控制部11將新的發送脈衝信號周期、和從屬魚群探測機2、3的發送脈衝信號周期進行比較，生成、輸出上述那樣的發送脈衝信號(s6→s2)。再有，當從屬魚群探測機2、3的設定被變更時，由該變更引起的發送脈衝信號周期的變更由魚群探測機1的控制部11確認，分別對各魚群探測機1、2、3的發送脈衝信號周期進行比較，設定新的主發送脈衝信號(s7→s2)。這一系列的動作，直到主魚群探測機1的電源關斷為止反覆進行(s8→s2)。
另外，當主魚群探測機1的電源關斷後，其他魚群探測機2、3會檢查出沒有從魚群探測機1輸出的發送脈衝信號的事件，並將魚群探測機2、3中IP位址最小的魚群探測機設定為主魚群探測機。在本實施方式中，把魚群探測機2設定為新的主魚群探測機，主魚群探測機2和魚群探測機1進行相同的動作，生成成為基準的發送脈衝，向魚群探測機3輸出。
另一方面，當有新的魚群探測機被連接到網絡上時，或者已經在物理上連接在網絡上而沒有接通電源的魚群探測機的電源接通時，各魚群探測機確認各個IP位址，將IP位址最小的魚群探測機設定為主魚群探測機，通過這樣構成，連接在船舶用機器的網絡系統上的、多個魚群探測機被同步化，以相同周期向水中發送超聲波信號。因此，可以抑制各魚群探測機間的超聲波幹擾，同時可以以可選擇的最短周期的發送脈衝信號進行同步化，可以抑制探測信息的減少。
另外，即使主魚群探測機因未開通電源等而無法發出發送脈衝信號時，由於可以自動設定新的主魚群探測機。所以，即便網絡的狀況發生變化，始終可以使各個魚群探測機同步進行工作。
另外，在這樣的主魚群探測機的設定中，通過採用在網絡上識別各裝置的IP位址，可以容易設定主魚群探測機。並且，即使在網絡上連接新的探測機，只需識別IP位址，而沒有必要重新進行整個網絡的設定變更，可以容易設定主魚群探測機。
另外，如上所述，發脈衝信號的輸入/輸出採用專用線路進行，與操作數據或探測數據的發送和接收形成的網絡數據通信狀況無關，可以在不產生延遲的情況下輸入/輸出發送脈衝信號。
在本實施方式中，作為探測機雖然是魚群探測機的情況，但作為探測機，除了魚群探測機以外，也可以利用其他聲納裝置等超聲波探測裝置。對於在網絡上連接魚群探測機和聲納裝置兩者的情況下，也可以採用上述的方法，獲得上述效果。
在本實施方式中，雖然採用專用線路輸入/輸出發送脈衝信號，但發送脈衝信號也可以通過網絡輸入/輸出。在這種情況下，沒有必要設置發送脈衝信號專用線路，可使簡化網絡。
在本實施方式中，雖然是與接通電源同時參照IP位址，設定主魚群探測機，但也可以通過連接在網絡上的顯示器，任意變更主探測機。
根據該發明，通過在顯示器側(用戶)任意設定主探測機。因而主探測機可以始終存在，可以始終產生主發送脈衝信號，讓多個探測機同步化。另外，主探測機收集動作中的多個探測機的發送脈衝信號，在自機上形成周期最長的發送脈衝信號，輸出到其他探測機，在動作中的所有探測機中，可以互相抑制超聲波幹擾，可以按最佳效率的周期進行同步化，進行探測。
根據該發明，通過採用發送脈衝信號專用線路，在多個探測機之間，可以在不受到探測數據的影響的情況下，輸入/輸出發送脈衝信號，可以進行不產生延遲的同步化。
另外，根據該發明，在主探測機不能發出發送脈衝時，自動將動作中的其它探測機之一設定為主探測機，該主探測機收集其他探測機的發送脈衝信號，生成周期最長的發送脈衝信號，並向其他探測機輸出，這樣，即使網絡的連接狀況發生變化，也可以始終輸入/輸出成為基準的發送脈衝信號，始終讓多個探測機同步化。
另外，根據該發明，探測機的識別採用預先設定在各裝置上的IP位址進行，在與船舶用機器的網絡系統連接的各裝置接通電源的時刻，自動將IP位址最小的探測機設定為主探測機，或者在主探測機電源被切斷時，自動將下一個IP位址最小的探測機(在動作中的探測機中IP位址最小的探測機)設定為新的主探測機。
上述探測機通過由探測機或聲納裝置構成，因此即使是多個魚群探測機或聲納裝置同時動作，各裝置之間在不受到超聲波幹擾的情況下，可以進行對魚群的探測，或者對海底地形、水中的探測。
權利要求
1.一種船舶用機器的網絡系統，分別包括多個探測機，其通過向探測區域發送超聲波信號，接收由目標物形成的所述超聲波信號的回聲信號，對所述目標物進行探測；和顯示器，顯示由該探測機探測的結果；所述探測機和所述顯示器進行網絡連接，其特徵在於，將所述探測機中之一設定成主探測機，而將其它探測機設定成從屬探測機；所述主探測機，生成發送脈衝信號，並向所述從屬探測機輸出；所述從屬探測機，根據從所述主探測機輸入的發送脈衝信號，向所述探測區域發送所述超聲波信號。
2.根據權利要求1所述的船舶用機器的網絡系統，其特徵在於，所述主探測機，從所有探測機收集設定所述超聲波信號的發送周期的發送脈衝信息，根據發送周期最長的發送脈衝信息，生成發送脈衝信號。
3.根據權利要求1或者2所述的船舶用機器的網絡系統，其特徵在於，在所述多個探測機之間包括只輸入輸出所述發送脈衝信號的專用線路。
4.根據權利要求1～3中任一項所述的船舶用機器的網絡系統，其特徵在於，當所述主探測機不能輸出發送脈衝信號時，將所述從屬探測機的任一個設定為主探測機。
5.根據權利要求1～4中任一項所述的船舶用機器的網絡系統，其特徵在於，對所述多個主探測機以及所述多個顯示器設定分別不同的IP位址，將動作中的探測機中、特定的探測機設定成所述主探測機。
6.根據權利要求1～5中任一項所述的船舶用機器的網絡系統，其特徵在於，所述探測機是魚群探測機或者聲納裝置等超聲波探測裝置。
全文摘要
本發明提供一種船舶用機器的網絡系統，利用網絡(100)將多個魚群探測機(1、2、3)和顯示器(4、5、6)連接，並且分別利用發送脈衝信號專用線路連接魚群探測機(1、2、3)。該船舶用機器的網絡系統，在動作中，將動作中的魚群探測機中之一設定為主魚群探測機。該主魚群探測機，檢測所有魚群探測機的發信脈衝周期中最長的周期，向其他魚群探測機輸出與該發送脈衝周期對應的發送脈衝信號。然後，所有魚群探測機採用主發信脈衝信號，進行同步化，向水準發送超聲波信號。這樣，多個超聲波探測機之間不會受到超聲波幹擾，而且可以抑制探測信息的減少。
文檔編號B63B35/14GK1680169SQ20041003256
公開日2005年10月12日 申請日期2004年4月9日 優先權日2004年4月9日
發明者吉田善成, 山口武賜 申請人:古野電氣株式會社