一种船用锚缆模拟控制系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种船用锚缆模拟控制系统，属于船舶技术领域。该系统包括：输入模块，用于接收用户输入的操作指令，所述操作指令包括作用于配置界面的设置指令、作用于锚控制界面的锚操作指令和作用于所述缆控制界面的缆操作指令；控制模块，用于根据设置指令，确定锚操作界面和缆操作界面，根据锚状态数据和缆状态数据确定当前锚缆状态；显示模块，用于显示配置界面、锚控制界面、缆控制界面和当前锚缆状态；执行模块，用于根据接收到的锚操作指令生成所述锚状态数据、根据缆操作指令生成所述缆状态数据；数据接口模块，用于传输所述控制模块和所述执行模块之间的交互数据。本发明可以适用于模拟不同类型的船舶，通用性好。
【专利说明】
一种船用锚缆模拟控制系统
技术领域
[0001]本发明涉及船舶技术领域，特别涉及一种船用锚缆模拟控制系统。
【背景技术】
[0002]锚缆设备是船上必不可少的设备，主要用于在船舶靠港、临时停泊等时候固定船舶位置。在航海教学中，锚缆设备也是必须熟练操作的设备。国际海事组织对各类船舶必须装备的锚缆设备的配置情况，比如船用锚缆的数量、位置和性能都作了具体的规定，各类船舶上的船用锚缆的数量、位置和性能可能有所差别，因此，各类船舶以及船舶操作模拟器都配置有符合各自要求的锚缆操控设备，通用性较差。
【发明内容】
[0003]为了解决现有技术中船用锚缆操作模拟控制系统通用性差的问题，本发明实施例提供了一种船用锚缆模拟控制系统。所述技术方案如下:
[0004]本发明实施例提供了一种船用锚缆模拟控制系统，所述船用锚缆模拟控制系统包括:
[0005]输入模块，用于接收用户输入的操作指令，所述操作指令包括作用于配置界面的设置指令、作用于锚控制界面的锚操作指令和作用于所述缆控制界面的缆操作指令，所述设置指令用于指示锚的数量和位置以及缆的数量和位置；
[0006]控制模块，用于根据所述输入模块接收到的所述设置指令，确定锚操作界面和缆操作界面，根据锚状态数据和缆状态数据确定当前锚缆状态；
[0007]显示模块，用于在所述控制模块的控制下显示所述配置界面、所述锚控制界面、所述缆控制界面和当前锚缆状态；
[0008]执行模块，用于接收所述控制模块发送的锚操作指令和缆操作指令，并根据接收到的锚操作指令生成所述锚状态数据、根据缆操作指令生成所述缆状态数据；
[0009]数据接口模块，用于将所述控制模块发送的所述锚操作指令和所述缆操作指令传送给执行模块，并将所述执行模块发送的所述锚状态数据和所述缆状态数据传送给所述控制丰吴块。
[0010]其中，所述锚操作指令包括启动锚机、抛锚、松锚或起锚;所述缆操作指令包括撇缆、系缆、固定缆绳、松开缆绳或收缆。
[0011]优选地，所述控制模块还用于根据所述设置指令确定数据编码形式，采用确定的数据编码形式对所述锚操作指令和所述缆操作指令进行编码，并将编码后的所述锚操作指令和所述缆操作指令通过所述数据接口模块发送给所述执行模块。
[0012]可选地，所述数据接口模块包括:RS232、RS485、RS422、以太网接口和控制器局域网络CAN总线接口中的一种或多种。
[0013]具体地，所述控制模块包括控制器和存储器，所述存储器内存储有软件程序和配置文件，所述配置文件包括锚控制界面、缆控制界面、配置界面和数据编码形式，所述控制器用于执行所述存储器内的软件程序。
[0014]进一步地，所述控制器为嵌入式微控制器或桌面微控制器。
[0015]优选地，所述软件程序采用跨平台开发工具Qt编写实现。
[0016]进一步地，所述控制器为嵌入式微控制器或桌面微控制器。
[0017]具体地，所述执行模块包括上位机。
[0018]在一种实现方式中，所述船用锚缆模拟控制系统还包括:声音模块，所述控制模块还用于根据所述锚操作指令、所述缆操作指令、所述锚状态数据和所述缆状态数据确定音频文件，所述声音模块用于在所述控制模块的控制下播放所述音频文件。
[0019]优选地，所述显示模块用于以图形和数字的方式显示所述当前锚缆状态。
[0020]本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是:
[0021]通过显示模块显示配置界面、锚控制界面、缆控制界面，并通过输入模块接收作用于这些界面的操作指令，通过输入模块与显示模块相结合，构成人机交互模块接收用户输入的操作指令，用户可以根据当前待模拟的船舶的实际情况，通过配置界面输入设置指令，从而控制模块可以根据设置指令确定锚操作界面和缆操作界面，在确定锚操作界面和缆操作界面后，用户可以通过锚控制界面输入锚操作指令、通过缆控制界面输入缆操作指令，在接收到用户输入的锚操作指令和缆操作指令后，控制模块通过数据接口模块将锚操作指令和缆操作指令发送给执行模块，执行模块根据接收到的操作指令生成锚、缆状态数据并将生成的数据通过数据接口模块发送给控制模块，进而显示在显示模块上，从而可以根据用户设置模拟具有不同的锚缆设备配置的船舶的锚缆控制系统。
【附图说明】
[0022]为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023]图1是本发明实施例提供的一种船用锚缆模拟控制系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0024]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
[0025]本发明实施例提供了一种船用锚缆模拟控制系统，参见图1，该船用锚缆模拟控制系统包括:输入模块101、控制模块102、显示模块103、执行模块104和数据接口模块105。
[0026]其中，输入模块101用于接收用户输入的操作指令，操作指令包括作用于配置界面的设置指令、作用于锚控制界面的锚操作指令和作用于所述缆控制界面的缆操作指令;控制模块102用于根据输入模块101接收到的设置指令，确定锚操作界面和缆操作界面，根据接收到的锚状态数据和缆状态数据确定当前锚缆状态;显示模块103用于在控制模块102的控制下显示配置界面、锚控制界面、缆控制界面和当前锚缆状态;执行模块104用于接收控制模块102发送的锚操作指令和缆操作指令，并根据接收到的锚操作指令生成所述锚状态数据、根据缆操作指令生成所述缆状态数据;数据接口模块105用于将控制模块102发送的锚操作指令和缆操作指令传送给执行模块104，并将执行模块104发送的锚状态数据和缆状态数据传送给控制模块102。
[0027]所述设置指令用于指示锚的数量和位置以及缆的数量和位置。设置指令的指示锚的数量和位置、以及缆的数量和位置的方式可以采用直接指示的方式，也可以采用间接指示的方式，具体可以采用以下几种方式:
[0028]在本实施例的一种实现方式中，设置指令包括锚信息和缆信息，锚信息包括锚的数量和位置，缆信息包括缆的数量和位置。相应地，控制模块102可以根据设置指令，直接获取锚的数量和位置、缆的数量和位置;并根据锚的数量和位置确定锚控制界面，根据缆的数量和位置确定缆控制界面。
[0029]在本实施例的另一种实现方式中，设置指令包括船舶信息，船舶信息包括但不限于船舶型号、厂家等，相应地，控制模块102可以根据预设的船舶与锚控制界面和缆控制界面的对应关系，确定设置指令中的船舶信息对应的锚控制界面和缆控制界面。
[0030]可选地，设置指令还用于指示操作指令(包括锚操作指令和缆操作指令)的数据编码形式，同样的，设置指令指示数据编码形式的方式可以采用直接指示，也可以采用间接指示的方式。具体地，在间接指示的方式中，设置指令包括前述船舶信息，控制模块102还可以根据预设的船舶与数据编码形式的对应关系，确定待模拟船舶对应的数据编码形式，采用确定的数据编码形式对锚操作指令和缆操作指令进行编码，并将编码后的锚操作指令和缆操作指令通过数据接口模块105发送给执行模块104。
[0031]在本实施例的又一种实现方式中，设置指令可以包括前述锚信息、缆信息以及编码指示信息。则相应地，控制模块102用于根据设置指令，获取锚的数量和位置、缆的数量和位置;并根据锚的数量和位置确定锚控制界面，根据缆的数量和位置确定缆控制界面;控制模块102还用于采用所述编码指示信息对应的数据编码形式对所述锚操作指令和所述缆操作指令进行编码，并将编码后的锚操作指令和缆操作指令通过数据接口模块105发送给执行模块104。
[0032]其中，编码指示信息可以包括数据编码形式的标识，数据编码形式可以是操作指令(包括锚操作指令和缆操作指令)和指令编号的对应关系，例如，启动锚机对应指令编号为1，抛锚对应指令编号为2等等。控制模块102可以根据该数据编码形式的标识对应的数据编码形式对操作指令进行编码。
[0033]由于不同的厂家对于指令的数据编码形式可能不同，比如，厂家A将启动锚机这一操作指令对应的指令编号设置为I，而厂家B将启动锚机这一操作指令对应的指令编号设置为3，本发明实施例通过指定数据编码形式，可以适用于不同厂家的产品，进一步提高了本发明实施例的船用锚缆模拟控制系统的通用性。
[0034]其中，所述锚操作指令包括启动锚机、抛锚、松锚或起锚;所述缆操作指令包括撇缆、系缆、固定缆绳、松开缆绳或收缆。锚状态数据包括受力情况、长度(锚下放的长度)、方向、锚链速度及状态(启动锚机、抛锚、松锚以及起锚)，缆状态数据包括缆绳长度、受力情况和状态(撇缆、系缆、固定缆绳、松开缆绳或收缆)。
[0035]具体地，控制模块102包括控制器102a和存储器102b，所述存储器102b内存储有软件程序和配置文件，所述配置文件包括锚控制界面、缆控制界面、配置界面和数据编码形式，所述控制器102a用于执行所述存储器102b内的软件程序。
[0036]优选地，软件程序采用跨平台开发工具Qt编写实现，从而可以运行于不同的操作系统平台(如Windows、Linux、Mac OS等)，使得系统具有良好的可移植性和灵活性。
[0037]具体地，控制器102a可以为嵌入式微控制器和桌面微控制器，其中，桌面微控制器包括但不限于X86系列、可扩充处理器架构(Scalable Processor ARChitecture，SPARC)系列、POWER系列等。存储器102b可以为磁盘、光盘、闪存(Flash Memory)(包括NAND Flash或Nor Flash)等。
[0038]具体地，显示模块103可以包括液晶显示单元103a和液晶驱动单元103b，所述液晶驱动单元103b用于在控制模块102的控制下，驱动所述液晶显示单元103a显示前述配置界面、锚控制界面、缆控制界面和当前锚缆状态中的至少一种。实现时，显示模块可以以图形和数字的方式显示所述当前锚缆状态。
[0039]在本实施例中，输入模块101可以包括:触屏驱动单元1la和触屏检测单元101b，触屏驱动单元1la用于在控制模块102的作用下，驱动触屏检测单元1lb检测用户的触摸操作。通过触屏配合显示模块显示的图形化显示界面构成人机交互模块，用户可以快速输入指令，操作直观方便且难度低。容易知道，输入模块101还可以包括:鼠标、键盘、操作杆等设备。
[0040]需要说明的是，实现时，配置界面、锚控制界面、缆控制界面和当前锚缆状态可以同时显示在显示屏的不同区域，也可以单独显示在显示屏上，根据用户指令进行切换，还可以部分同时显示在显示屏上，比如，配置界面单独显示，锚控制界面和缆控制界面同时显示、当前销缆状态单独显示。
[0041 ] 可选地，数据接口模块105可以包括RS232、RS485、RS422、以太网接口和控制器局域网络(ControIler Area Network，简称CAN)总线接口中的一种或多种。数据接口模块中的接口类型可以根据实际需要选择，从而可以进一步提高了本发明实施例的船用锚缆模拟控制系统的通用性。
[0042]在一种实现方式中，数据接口模块105可以包括RS232、RS485、RS422、以太网接口和CAN总线接口，前述设置指令还可以包括数据接口信息，该数据接口信息用于指示所选择的数据接口类型。则相应地，控制模块102还用于根据设置指令选择发送数据的数据接口类型，并在需要发送数据时，选择相应类型的数据接口进行发送。
[0043]在另一种实现方式中，数据接口模块105可以包括RS232、RS485、RS422、以太网接口和CAN总线接□，在安装该船用锚缆控制系统时，根据实际模拟的船舶的情况，直接选择其中一种或多种数据接口连接控制模块102和执行模块104。
[0044]可选地，在本实施例中，执行模块104包括上位机。通过上位机对锚缆状态进行模拟，生成锚缆状态数据，可以节省设备成本。在其他实施例中，执行模块104还可以采用实际的锚缆设备。
[0045]可选地，所述船用锚缆模拟控制系统还包括:声音模块106，所述控制模块102还用于根据所述锚操作指令、所述缆操作指令、所述锚状态数据和所述缆状态数据确定音频文件，所述声音模块106用于在所述控制模块102的控制下播放所述音频文件。其中，音频文件用于模仿锚机和缆绳工作时发出的声音，可以预先录制并存储在控制模块中，格式包括但不限于MP3、WAV等。通过声音模块可以以声音的方式告知用户锚缆状态，模拟出真实的锚缆操纵环境。
[0046]实现时，声音模块106可以采用扬声器等实现。
[0047]通过显示模块显示配置界面、所述锚控制界面、所述缆控制界面，并通过输入模块接收作用于这些界面的操作指令，通过输入模块与显示模块相结合，构成人机交互模块接收用户输入的操作指令，用户可以根据当前待模拟的船舶的实际情况，通过配置界面输入设置指令，从而控制模块可以根据设置指令确定锚操作界面和缆操作界面，在确定锚操作界面和缆操作界面后，用户可以通过锚控制界面输入锚操作指令、通过缆控制界面输入缆操作指令，在接收到用户输入的锚操作指令和缆操作指令后，控制模块通过数据接口模块将锚操作指令和缆操作指令发送给执行模块，执行模块根据接收到的操作指令生成锚、缆状态数据并将生成的数据通过数据接口模块发送给控制模块，进而显示在显示模块上，从而可以根据用户设置模拟具有不同的锚缆设备配置的船舶的锚缆控制系统。
[0048]本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
[0049]以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种船用锚缆模拟控制系统，其特征在于，所述模拟控制系统包括: 输入模块，用于接收用户输入的操作指令，所述操作指令包括作用于配置界面的设置指令、作用于锚控制界面的锚操作指令和作用于所述缆控制界面的缆操作指令，所述设置指令用于指示锚的数量和位置以及缆的数量和位置； 控制模块，用于根据所述输入模块接收到的所述设置指令，确定锚操作界面和缆操作界面，根据锚状态数据和缆状态数据确定当前锚缆状态； 显示模块，用于在所述控制模块的控制下显示所述配置界面、所述锚控制界面、所述缆控制界面和当前锚缆状态； 执行模块，用于接收所述控制模块发送的锚操作指令和缆操作指令，并根据接收到的锚操作指令生成所述锚状态数据、根据缆操作指令生成所述缆状态数据； 数据接口模块，用于将所述控制模块发送的所述锚操作指令和所述缆操作指令传送给执行模块，并将所述执行模块发送的所述锚状态数据和所述缆状态数据传送给所述控制模块。2.根据权利要求1所述的船用锚缆模拟控制系统，其特征在于，所述锚操作指令包括启动锚机、抛锚、松锚或起锚;所述缆操作指令包括撇缆、系缆、固定缆绳、松开缆绳或收缆。3.根据权利要求1所述的船用锚缆模拟控制系统，其特征在于，所述控制模块还用于根据所述设置指令确定数据编码形式，采用确定的数据编码形式对所述锚操作指令和所述缆操作指令进行编码，并将编码后的所述锚操作指令和所述缆操作指令通过所述数据接口模块发送给所述执行模块。4.根据权利要求1所述的船用锚缆模拟控制系统，其特征在于，所述数据接口模块包括:RS232、RS485、RS422、以太网接口和控制器局域网络CAN总线接口中的一种或多种。5.根据权利要求1-4任一项所述的船用锚缆模拟控制系统，其特征在于，所述控制模块包括控制器和存储器，所述存储器内存储有软件程序和配置文件，所述配置文件包括锚控制界面、缆控制界面、配置界面和数据编码形式，所述控制器用于执行所述存储器内的软件程序。6.根据权利要求5所述的船用锚缆模拟控制系统，其特征在于，所述控制器为嵌入式微控制器或桌面微控制器。7.根据权利要求5所述的船用锚缆模拟控制系统，其特征在于，所述软件程序采用跨平台开发工具Qt编写实现。8.根据权利要求1-4任一项所述的船用锚缆模拟控制系统，其特征在于，所述执行模块包括上位机。9.根据权利要求1-4任一项所述的船用锚缆模拟控制系统，其特征在于，还包括:声音模块，所述控制模块还用于根据所述锚操作指令、所述缆操作指令、所述锚状态数据和所述缆状态数据确定音频文件，所述声音模块用于在所述控制模块的控制下播放所述音频文件。10.根据权利要求1-4任一项所述的船用锚缆模拟控制系统，其特征在于，所述显示模块用于以图形和数字的方式显示所述当前锚缆状态。
【文档编号】G05B19/042GK106094626SQ201610480917
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月27日
【发明人】李少伟, 郑四海
【申请人】江汉大学