一種豪華游艇監控與操縱一體化系統技術方案

本發明專利技術提供了一種豪華游艇監控與操縱一系統系統，包括駕駛臺顯示與操控單元、舵機控制與信號檢測單元、機艙監控單元、信號輸入單元、報警單元、CAN網絡，是一種分布式控制系統。駕駛臺顯示與操控單元是整個豪華游艇操縱設備的核心部件，通過CAN總線與其他各單元相連接，完成游艇航行狀態以及各設備運行情況的顯示，并能對其他單元發出操縱命令。其他各個單元都分別獨立完成對所控對象的監控，而且都能在駕駛臺顯示與操縱單元的統一調度下實現對游艇的操縱。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種豪華游艇監控與操縱一體化系統，屬于航海設備

技術介紹
近年來，隨著游艇行業的逐漸興起，豪華游艇受到了越來越多的關注。目前很多游艇上使用的監控系統和操縱設備大都是沿襲大型船舶的設備，在駕駛臺使用大量的分離式儀表。根據游艇駕駛人員反饋的意見分析，不管是現代的數字化儀表還是傳統的模擬式儀表都存在著同樣的問題。1.儀表數量繁多；2.結構復雜，成本較高；3.精度差，指針式儀表調零麻煩；4.儀表數據只能查看，無法實現數據的監視及報警，增加了勞動強度。隨著微控制器技術以及現場總線技術的不斷發展，提出了一種豪華游艇用的監控與操縱一體化系統，具有以下優點I)將多個儀表功能集合在一起，界面簡單；2)顯示準確，無誤差；3)能自動對數據進行監視，發現故障后自動報警；4)可多點監控及操縱。
技術實現思路
針對現有技術的不足，本專利技術提供了一種豪華游艇監控與操縱一體化系統。本專利技術采用以下的技術方案一種新型的豪華游艇操縱設備包括駕駛臺顯示與操控單元、舵機控制與信號檢測單元、機艙監控單元、信號輸入單元、報警單元、CAN網絡，是一種分布式控制系統。所述的駕駛臺顯示與操控單元是整個豪華游艇操縱設備的核心部件，通過CAN總線與其他各單元相連接，完成游艇航行狀態以及各設備運行情況的顯示，并能對其他單元發出操縱命令。其他各個單元都分別獨立完成對所控對象的監控，而且都能在駕駛臺顯示與操縱單元的統一調度下實現對游艇的操縱。所述的舵機控制與信號檢測單元能將舵葉旋轉到駕駛臺顯示與操控單元指定的位置，并將當前的舵角值實時地發送到駕駛臺顯示與操控單元進行顯示。本單元在能實時顯示當前工作狀態，并顯示相關的設定舵角值及實際舵角值。所述的機艙監控單元由多個子模塊構成，主要實現對主機、發電機的狀態與參數監控及蓄電池充放電的控制等功能?？梢詫崿F對游艇主機的狀態檢測與控制，并將游艇主機的狀態數據通過CAN總線發送到駕駛臺顯示及操控單元所述的信號輸入單元可以將其他總線接口的傳感器數據發送CAN總線上，如電羅經、測深儀、GPS等常用的RS422/485信號。所述的報警單元可以在接收到報警命令后或者長時間接收不到數據時，發出聲光報警信號以提醒駕駛人員注意，并指示相應的警報位置。附圖說明此處所說明的附圖用來提供對本專利技術的進一步理解，構成本申請的一部分，本專利技術的示意性實施例圖用于解釋本專利技術，并不構成對本專利技術的不當限定。圖1是根據本專利技術的實施例的豪華游艇監控與操縱一體化系統的結構原理示意框圖。圖2是根據本專利技術的實施例的駕駛臺顯示與操控單元的結構示意圖。圖3是根據本專利技術的實施例的舵機控制與信號檢測單元的結構示意圖。圖4是根據本專利技術的實施例的機艙監控單元的結構示意圖。圖中101、駕駛臺顯示與操控單元；102、舵機控制與信號檢測單元；103、機艙監控單元；104、信號輸入單元；105、報警單元；106、CAN總線；201、液晶觸控模塊；202、CAN通訊模塊；203、駕駛臺顯示與操控單元控制器；204、旋鈕；205、主機操縱手柄；206、舵機操縱手柄；207、按鈕；301、數碼管顯示模塊；302、CAN通訊模塊；303、標定按鈕；304、舵機控制與信號檢測單元控制器；305、舵角檢測模塊；306、舵機控制模塊；401、發電機參數檢測模塊；402、蓄電池充放電控制模塊；403、主機監控模塊；404、俯仰角控制模塊；405、機艙監控單元控制器；406、本地人機接口模塊；407、CAN通訊模塊。具體實施方法下面參考附圖，詳細說明本專利技術的具體實施方式。本專利技術從系統設計上采用了一種全新的設計思路。系統采用模塊化的思想設計，各模塊采用獨立的控制器，使得系統的處理性能大大提高。如圖1所示，本專利技術的實施例包括駕駛臺顯示與操控單元101、舵機控制與信號檢測單元102、機艙監控單元103、信號輸入單元104、報警單元105、CAN網絡106，是一種分布式控制系統。駕駛臺顯示與操控單元101是該豪華游艇操縱設備的核心部件。駕駛臺顯示與操控單元控制器203采用Cortex-M3內核的ARM控制器作為核心控制器，與液晶觸控模塊201、操作模塊及CAN通訊模塊202構成駕駛臺顯示與操控單元，完成豪華游艇狀態數據的顯示及對游艇的操縱。其中液晶觸控模塊201采用5. 7寸帶觸摸功能的圖文液晶屏JM320240D，顯示的狀態數據來自于信號輸入單元104輸入的多種信息、舵機控制與信號檢測單元102的舵角信號以及機艙監控單元103的游艇機艙設備狀態信息。操作模塊是完成游艇操縱的主要操作部件，其中包含旋鈕204、主機操縱手柄205、舵機操縱手輪206、按鈕207。旋鈕204主要用于指定數據單元的數據設定，是一種簡易的增量式編碼器。主機操縱手柄205用于調整主機轉速及推進方向，由電位器和手柄組成。舵機操縱手輪206由操舵手輪和電位器組成，用于控制舵葉偏轉的角度設定及操縱。按鈕207由多種形式的按鈕組成，用于完成對游艇操縱方式及工作方式的設定。采用按鍵及旋鈕組合的方式設計，最大程度上實現操作便利的目的。駕駛臺顯示與操控單元101具有對接收到的各類信息進行數據的有效性檢驗的功能，如果長時間接收不到數據或者數據出現異常時，會發出控制命令，通過報警單元105發出聲光報警，提醒操作人員注意。舵機控制與信號檢測單元102主要由數碼管顯示模塊301、CAN通訊模塊302、標定按鈕303、舵機控制與信號檢測單元控制器304、舵角檢測模塊305、舵機控制模塊306組成的。該單元通過CAN通訊模塊302與CAN總線106相連接，完成數據的傳輸。舵機控制306是由步進電機及其控制電路組成的微型控制系統，將步進電機的轉動轉換成液壓桿的直線運動，通過液壓桿的伸縮，帶動舵葉的轉動，從而實現操舵。舵角檢測模塊305實現對舵角的檢測。通過連桿裝置，舵葉的轉動帶動電位器的軸轉動，從而將舵葉偏轉的角度值變成了一個電壓信號，然后通過A/D變換及標度變換，變成數字信號。該數字信號通過CAN總線發送到駕駛臺顯示與操控單元101及其它控制單元。機艙監控單元103由發電機參數檢測模塊401、蓄電池充放電控制模塊402、主機監控模塊403、俯仰角控制模塊404、機艙監控單元控制器405、本地人機接口模塊406、CAN通訊模塊407組成。發電機參數檢測模塊401通過對發電機電壓、輸出電流等參數的檢測，實現對發電機的監控。蓄電池充放電模塊402可以根據游艇發電機的狀態自動控制蓄電池的充放電。主機監控模塊403主要實現游艇主機的監控，完成主機轉速、燃油等參數的測量并實現對王機的控制。俯仰角控制t旲塊404實現對游艇航彳丁中的尾傾的控制。本地人機接口豐旲塊406用于在機芳顯不游艇機艙設備的工作狀態，并完成機芳控制功能。機艙監控單元103將采集到的游艇機艙設備的信息通過CAN總線發送到到駕駛臺顯示與操控單元101，并通過CAN總線接收來自駕駛臺顯示與操控單元101的控制命令信息。機艙監控單元103具備數據異常報警能力，當發現數據異常時可直接發送報警命令到報警單元105。信號輸入單元104可以實現多種形式的信號輸入，其中包含各種NMEAO183格式的傳感器數據，例如電羅經的HDT/HDG，GPS語句等。報警單元105由控制器、報警位置指示器和聲光報警本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種豪華游艇監控與操縱一體化系統，其特征在于：包括駕駛臺顯示與操控單元、舵機控制與信號檢測單元、機艙監控單元、信號輸入單元、報警單元、CAN網絡，是一種分布式控制系統；所述的駕駛臺顯示與操控單元是整個豪華游艇操縱設備的核心部件，通過CAN總線與其他各單元相連接，完成游艇航行狀態以及各設備運行情況的顯示，并能對其他單元發出操縱命令；所述的舵機控制與信號檢測單元可以完成舵機的控制及舵角信號的檢測，并將舵角信號通過CAN總線發送到駕駛臺顯示及操控單元；所述的機艙監控單元可以實現對游艇主機的狀態檢測與控制，并將游艇主機的狀態數據通過CAN總線發送到駕駛臺顯示及操控單元；所述的信號輸入單元可以將其他總線接口的傳感器數據發送CAN總線上；所述的報警單元可以在數據出現異常時實現聲光報警的功能。

【技術特征摘要】
1.一種豪華游艇監控與操縱一體化系統，其特征在于包括駕駛臺顯示與操控單元、 舵機控制與信號檢測單元、機艙監控單元、信號輸入單元、報警單元、CAN網絡，是一種分布式控制系統；所述的駕駛臺顯示與操控單元是整個豪華游艇操縱設備的核心部件，通過 CAN總線與其他各單元相連接，完成游艇航行狀態以及各設備運行情況的顯示，并能對其他單元發出操縱命令；所述的舵機控制與信號檢測單元可以完成舵機的控制及舵角信號的檢測，并將舵角信號通過CAN總線發送到駕駛臺顯示及操控單元；所述的機艙監控單元可以實現對游艇主機的狀態檢測與控制，并將游艇主機的狀態數據通過CAN總線發送到駕駛臺顯示及操控單元；所述的信...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王常順，張煌，肖海榮，潘為剛，韓耀振，周鳳余，周應兵，
申請(專利權)人：山東交通學院，
類型：發明
國別省市：