专利名称：基于rs485通讯技术的船舶应急车钟系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及船舶电子领域，特别涉及一种基于RS485通讯技术的船舶应急车 钟系统。
背景技术：
如同汽车行驶时有一档、二档等不同的档位可以改变速度，船舶的主机也有进四、 进三、进二、进一、完车、停车、备车、退一、退二、退三、退四共11个档位改变行驶速度。驾驶 员在驾驶室发出主机档位的指令，机舱的轮机员根据指令将主机调节到相应的档位上，同 时向驾驶员回复刚刚接收到的指令，表示已经执行完毕。处于集控室的轮机员可以监控整 个发令和回令的过程。通常整个过程由主车钟系统来完成，但是应急车钟是不可缺少的具 有同样功能的发令与回令通讯系统。整个这一套应急车钟系统由安装于驾驶室的发送器、安装于机舱的接收器、安装 于集控室的复示器所组成，但是现有的应急车钟存在着以下缺点1、通讯速度慢。现有的应急车钟系统采用的是计数通讯的方式，发送器发送一次 状态指令，或者接收器回复一次指令要经过1秒多的脉冲计数延时后对方才有反应。2、不利于接口功能的扩展。船舶应急车钟并不是一个孤立的系统，经常需要接 VDR(Voyage Data Recorder，航海数据记录仪)、GPS (GlobalPositioning System，全
球定位系统)、计算机、打印机的功能，而这些外接设备通常的接口采用的是RS-485，或者 RS-232-C的标准，与现有应急车钟系统所采用的脉冲计数功能不兼容。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种基于RS485通讯技术的船舶应急车钟系统，以解决 现有的应急车钟系统通讯速度慢、不利于接口功能的扩展的问题。本实用新型提出一种基于RS485通讯技术的船舶应急车钟系统，包括发送器、接 收器和复示器，发送器安装在驾驶室中，接收器安装在机舱内，复示器安装在集控室内。发 送器、接收器及复示器之间通过RS485异步串行接口相互连接。优选的，所述的基于RS485通讯技术的船舶应急车钟系统还包括声光报警器，声 光报警器与接收器相连。优选的，所述的基于RS485通讯技术的船舶应急车钟系统还包括两个主机状态触 点开关，其与接收器相连，用于误操作时报警提示。优选的，发送器上还设置有GPS信号接收端。优选的，GPS信号接收端为RS-485标准功能端口。优选的，发送器上还设置有系统状态输出端，用于外接航海数据记录仪。优选的，系统状态输出端为RS-485标准功能端口。优选的，发送器上还设置有数据输出端，用于连接打印机。优选的，数据输出端为RS-232-C标准的端口。
3[0016]相对于现有技术，本实用新型的有益效果是1，提高通讯的速度。本实用新型的应急车钟系统中，通讯采用串口异步，发送器与 接收器的通讯数据就6个字节，一次通讯流程在12毫秒之内完成，对人的反应速度而言，感 觉不到时间差。2，本方案通讯采用通用的串口 RS485协议，方便功能扩展，可以与GPS、打印机、 VDR直接相连，还可以方便地与电脑(通过485-USB或者485-232转换器)通讯，这为应急 车钟在生产调试、故障检测提供很大方便。当然，实施本申请的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
图1为本实用新型基于RS485通讯技术的船舶应急车钟系统的一种实施例结构 图；图2为本实用新型发送器面板的一种实施例示意图；图3为本实用新型接收器面板的一种实施例示意图；图4为本实用新型复示器面板的一种实施例示意图。
具体实施方式
以下结合附图，具体说明本实用新型。请参见图1，其为本实用新型基于RS485通讯技术的船舶应急车钟系统的一种实 施例结构图。此应急车钟系统包括发送器11、接收器12和复示器13，发送器11安装在 驾驶室中，接收器12安装在机舱内，复示器13安装在集控室内。发送器11外接了 2个 RS-485标准功能端口，一个用于接收GPS的信号(如接收时间、地点信号)，另一个用于向 VDR(Voyage Data Recorder，航海数据记录仪)发送应急车钟系统的状态。发送器11还外 接了一个RS-232-C标准的端口，用于向打印机发送打印数据，可以按照规范格式将最新的 状态改变的时间、地点、状态打印出来。接收器12外接了一个声光报警器14，以便于克服机 舱内的噪声，并提醒轮机员。接收器12还外接两个主机状态触点开关Si、S2，用于当轮机 员误操作时报警提示。下面分别对发送器11、接收器12和复示器13的工作原理进行详细说明。一、发送器的实现所述发送器11包括面板、主控板和蜂鸣器，所述主控板进一步的包括主控芯片、 车钟通讯485芯片和接口芯片。1、显示功能请参见图2，其为本实用新型发送器11面板的一种实施例示意图。此发送器11的 面板有内外两圈十一个档位的指示灯，内圈指示灯表示发送器11当前的档位，外圈指示灯 表示接收到的回令的档位；11个档位的拨动开关用于发令，当拨动开关的动触点接通某一 个档位时，该档位就被接通高电平，该高电平信号经插座传到发送器11的主控板，并在主 控板上的二极管组成编码电路，形成特定的按键编码信号，编码信号送到主控板上的主控 芯片，主控芯片定时扫描这个编码，根据编码值判断是哪个按键按下，并发出指令将对应的 按键指示灯点亮。如果发送器11和接收到的回令的指示档位不一致，主控芯片以0. 5秒钟的间隔交替发出指令使内外圈的档位指示灯出现闪烁的现象，同时控制蜂鸣器也以0. 5秒 的间隔鸣叫。2、通讯功能通讯时，每当拨动开关切换到一个新的档位，或者检测到主电源失电故障，发送器 11立即启动一个通讯流程主控芯片输出低电平，接口芯片接收到该低电平信号后，接口 芯片输出高电平，使接收GPS信号的车钟通讯485芯片处于高阻状态，GPS的485信号被屏 蔽了，这时主控芯片向接口芯片发送车钟通讯数据，使得车钟通讯485芯片处于发送状态， 这些数据也同时发送到接收器12和复示器13。接口芯片接收完毕数据后，将输出低电平， 接口芯片处于接收状态，此时，GPS的数据流在1秒之内传到接口芯片中，接口芯片在GPS数 据接收完毕后，将恢复高电平，然后通过串口发送GPS中的时间与地点信息及车钟系统状 态信息到打印机接口芯片，打印机接口芯片根据打印机的通讯协议，输出GPS中的时间与 地点信息及车钟系统状态信息给打印机。当这些流程完毕后，发送器11进入待机状态主控芯片输出低电平，车钟通讯485 芯片处于接收状态，主控芯片监控按键和指示灯。接口芯片以1秒的间隔，向VDR(Voyage Data Recorder，航海数据记录仪)发送车钟状态数据。当发送器11接收到来自接收器12的一个状态数据后，如果判断接收器12的状态 发生了改变，则立即启动通讯流程，从而使得VDR(Voyage DataRecorder，航海数据记录仪) 及打印机更新数据。3、失电报警功能应急车钟的电源由两路供电提供，一路是AC220V经过电源转换器变成DC24V，称 为主电源，另一路是DC24V备用电源。正常情况下主电源给光耦供电，当它失电时，光耦输 出高电平到主控芯片，主控芯片输出报警信号，使得面板上发光管闪烁，蜂鸣器也以1秒间 隔鸣叫，此时，如果面板“消音”按键被按下，主控芯片将检测输入一个低电平，然后蜂鸣器 的1秒间隔的鸣叫会取消，而发光管的闪烁仍然继续；主控芯片同时启动一次通讯流程，使 得接收器12、复示器13同时报警，VDR(Voyage Data Recorder，航海数据记录仪)与打印 机更新报警状态数据。4、误车报警功能当发送器11收到接收器12的通讯数据中含有误车的数据后，将会启动一次通 讯流程，然后，输出误车报警信号主控芯片输出0.3秒钟间隔的高低电平，使得面板上 的发光管闪烁，蜂鸣器也以0.3秒间隔鸣叫；主控芯片然后也启动一次通讯流程，使得 VDR(Voyage Data Recorder，航海数据记录仪)与打印机更新报警状态数据。二、接收器的实现所述接收器12包括面板、主控板和声光报警器，所述主控板进一步的包括主控芯 片和车钟通讯485接口芯片。接收器12具有接收和复示两种状态，由复示器13上的切换 开关采用通讯的方式遥控选择接收器12的接收或复示状态。当选择为接收状态时，接收器 12具有以下功能1、显示功能请参见图3，其为本实用新型接收器12面板的一种实施例示意图。此接收器12的 面板有内外两圈十一个档位的指示灯，内圈指示灯表示接收器12当前的档位，外圈指示灯
5表示发送器11的档位，11档位的拨动开关用于回令，当拨动开关的动触点接通某一个档位 时，该档位就被接通高电平，该高电平信号经插座传到接收器12的主控板，在主控板上二 极管组成的编码电路，形成特定的按键编码信号，编码信号送到接收器12的主控芯片，主 控芯片定时扫描这个编码，根据编码值判断是拨动开关指向哪个档位，通过主控芯片的指 令将对应的按键的指示灯点亮。如果发送器11和接收器12的指示档位不一致，主控芯片 以0. 5秒钟的间隔控制内外圈的档位指示灯出现闪烁的现象，同时控制蜂鸣器也以0. 5秒 的间隔鸣叫。2、通讯功能通讯时，每当拨动开关切换到一个新的档位，或者误车报警检测到信号，接收器12 立即启动一个通讯流程主控芯片输出低电平，车钟通讯485接口芯片进入发送数据状态。 当上述流程完毕后，接收器12进入待机状态主控芯片输出高电平，车钟通讯485接口芯片 进入等待接收数据状态，主控芯片监控按键码、指示灯。当接收器12接收到来自发送器11 的一个状态数据后，如果判断发送器11的状态发生了改变，则根据新的数据修改面板的显
7J\ ο3、误车报警功能当主机档位调到前进区(进1到进4)或者后退区(退1到退4)，则主机的档位 开关会分别使得两个对应的光耦导通，分别会向主控芯片输入低电平。此时如果车钟的发 令和回令档位一致，而主机档位却不工作在相应区间，则接收器12启动误车报警流程主 控芯片以0.3秒的间隔输出高低电平，使得面板上误车指示灯，蜂鸣器，及主控板上的继电 器(接通声光报警器)以0.3秒的间隔工作。此时将启动一次通讯流程，将误车报警的车 钟通讯数据发送出去给发送器11和复示器13。当选择为复示状态时，面板的拨动开关不起作用，内外圈的指示分别表示复示器 13的拨动开关和发送器11的拨动开关的指示档位，其余功能跟接收状态的功能一样。三、复示器的实现所述复示器13包括面板、主控板，所述主控板进一步的包括主控芯片和车钟通讯 485接口芯片。复示器13也具有接收和复示两种状态可选择，由复示器13上的切换开关选 择，选择信号采用通讯的方式遥控接收器12，使得接收器12和复示器13这两者始终于两种 相反的工作状态。复示器13具有以下功能1、显示功能请参见图4，其为本实用新型复示器13面板的一种实施例示意图。复示器13的面 板有内外两圈十一个档位的指示灯，内圈指示灯表示当前回令的档位，外圈指示灯表示发 送器11的档位，当工作于接收状态时，11档位的拨动开关用于回令，当拨动开关的动触点 接通某一个档位时，该档位就被接通高电平，该高电平信号经插座传到主控板，在主控板上 的二极管组成编码电路，形成特定的按键编码信号，编码信号送到主控芯片，主控芯片定时 扫描这个编码，根据编码值判断是拨动开关指向哪个档位，并发出指令将对应按键的指示 灯点亮。如果发送器11和当前回令档位的指示不一致，主控芯片以0. 5秒钟的间隔向档位 指示灯及蜂鸣器发出指令，使得内外圈的档位指示灯出现闪烁的现象，使得蜂鸣器也以0. 5 秒的间隔鸣叫。当工作于复示状态时，面板的拨动开关不起作用，内外圈的指示分别表示接 收器12的拨动开关和发送器11的拨动开关的指示档位。[0052]2、通讯功能复示器13的主控板的电路与接收器12主控板电路相同。复示器13工作于复示状 态时，主控芯片输出低电平到车钟通讯485的控制端，此时复示器13处于接收数据状态，本 身不可发送数据。但是，如果按下复示器13面板上的切换按键，主控芯片检测到一个低电 平信号输入，主控芯片就会发送状态切换信号到接收器12，接收器12收到这个信号后，拨 动开关失去作用，只可以复显发送接收状态，而此时的复示器13的拨动开关开始起作用， 从而复示器13可以回令。每当拨动开关切换到一个新的档位，复示器13执行回令功能，立 即启动一个通讯流程主控芯片输出高电平，车钟通讯485接口芯片进入发送数据状态，主 控芯片发送数据。当上述流程完毕后，接收器12进入待机状态主控芯片输出低电平，车钟 通讯485接口芯片进入等待接收数据状态，主控芯片监控按键码指示灯。当接收器12接收 到来自发送器11的一个状态数据后，如果判断发送器11的状态发生了改变，则根据新的数 据修改面板的显示。本实用新型基于RS485通讯技术的船舶应急车钟系统具有以下优点1，提高通讯的速度。本实用新型的应急车钟系统中，通讯采用串口异步，发送器11 与接收器12的通讯数据就6个字节，一次通讯流程在12毫秒之内完成，对人的反应速度而 言，感觉不到时间差。2，本方案通讯采用通用的串口 RS485协议，方便功能扩展，可以与GPS、打印机、 VDR(Voyage Data Recorder，航海数据记录仪)直接相连，还可以方便地与电脑(通过 485-USB或者485-232转换器)通讯，这为应急车钟在生产调试、故障检测提供很大方便。以上公开的仅为本申请的几个具体实施例，但本申请并非局限于此，任何本领域 的技术人员能思之的变化，都应落在本申请的保护范围内。
权利要求一种基于RS485通讯技术的船舶应急车钟系统，包括一发送器、一接收器和一复示器，该发送器安装在驾驶室中，该接收器安装在机舱内，该复示器安装在集控室内，其特征在于，该发送器、该接收器及该复示器之间通过RS485异步串行接口相互连接。
2.如权利要求1所述的基于RS485通讯技术的船舶应急车钟系统，其特征在于，其还包 括一声光报警器，该声光报警器与该接收器相连。
3.如权利要求1所述的基于RS485通讯技术的船舶应急车钟系统，其特征在于，其还包 括用于误操作时报警提示的两个主机状态触点开关，其与该接收器相连。
4.如权利要求1所述的基于RS485通讯技术的船舶应急车钟系统，其特征在于，该发送 器上还设置有一 GPS信号接收端。
5.如权利要求4所述的基于RS485通讯技术的船舶应急车钟系统，其特征在于，该GPS 信号接收端为RS-485标准功能端口。
6.如权利要求1所述的基于RS485通讯技术的船舶应急车钟系统，其特征在于，该发送 器上还设置有用于外接航海数据记录仪(VDR)的一系统状态输出端。
7.如权利要求6所述的基于RS485通讯技术的船舶应急车钟系统，其特征在于，该系统 状态输出端为RS-485标准功能端口。
8.如权利要求1所述的基于RS485通讯技术的船舶应急车钟系统，其特征在于，该发送 器上还设置有用于连接打印机的一数据输出端。
9.如权利要求8所述的基于RS485通讯技术的船舶应急车钟系统，其特征在于，该数据 输出端为RS-232-C标准的端口。
专利摘要本实用新型提出一种基于RS485通讯技术的船舶应急车钟系统，涉及船舶电子领域，其包括发送器、接收器和复示器，发送器安装在驾驶室中，接收器安装在机舱内，复示器安装在集控室内，发送器、接收器及复示器之间通过RS485异步串行接口相互连接。本实用新型具有通讯速度快、利于接口功能扩展的优点。
文档编号G08C19/00GK201698536SQ20102018696
公开日2011年1月5日 申请日期2010年5月7日 优先权日2010年5月7日
发明者邱宏 申请人:南通科硕航海电子有限公司