一种气垫船自动驾控系统专用控制装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种气垫船自动驾控系统专用控制装置，单片机与驾控系统控制台计算机组通讯连接，其特征在于：操控面板上设有薄膜键盘、轨迹球和2个独立按键、控制权转换旋钮，薄膜按键接键盘采集电路，键盘采集电路与单片机通讯连接，轨迹球和2个独立按键接驾控系统控制台计算机组，控制权转换旋钮的信号输出端接单片机。
【专利说明】一种气垫船自动驾控系统专用控制装置【技术领域】
[0001]本发明涉及海洋工程领域，尤其是一种气垫船自动驾控系统专用控制装置。
【背景技术】
[0002]气垫船按照载重量可分为小型、中型和大型气垫船，按航行状态分为全垫升气垫船和侧壁式气垫船两种。气垫船为高速水面船只，由于其在航行时船身在气垫的作用下离开水面，这样就很大程度地减小了船身与水面的摩擦力，因此气垫船的航行速度比一般水面船只高出很多，现在很多气垫船的航行速度都可以超过50节。由于气垫的作用，气垫船除了能够在水面航行之外，通常都可以在较为平滑的地面或海滩上高速航行。由于气垫船的这些特点，其具有很高的机动性，因此自1959年第一艘气垫船问世以来，经过长期的发展，已经成功地应用于军事、商业和救援等领域。
[0003]从50年代后期起，中国即着手气垫技术的应用研究以及气垫船的开发。40多年来，在气垫技术方面，通过原理研究、模型试验、中间试验和试用，已基本掌握了全垫升式和侧壁式气垫船技术，进入实用化型号的研制和应用阶段。气垫技术的开发和应用，适应了军民特种需要，为船舶在特定环境(如浅水急流、江河上游险滩、沼泽地带、浅海滩涂、河口近岸和冰雪地区)的航行以及两栖登陆等创造了条件。
[0004]气垫船自动驾控系统在气垫船的驾驶和控制中起着非常重要的作用，是控制指令的重要产生者，是气垫船完成作业任务，保证安全航行的必要组成部分。气垫船综合驾控台计算机组包括四台加固计算机，分别被称为雷达计算机、设备计算机、海图计算机和控制计算机，分别用于雷达信号解析显示，环境信息和设备信息采集、海图管理和显示以及控制指令产生和控制状态显示等功能，其中海图计算机和控制计算机共用一台显示器。整个驾控台有两种控制方式，分别为手动控制方式和自动控制方式。
【发明内容】
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[0005]本发明目的在于提供一种气垫船自动驾控系统专用控制装置，能够实现对气垫船自动架控系统的方便、可靠操控。
[0006]实现本发明目的技术方案:
[0007]一种气垫船自动驾控系统专用控制装置，单片机与驾控系统控制台计算机组通讯连接，其特征在于:操控面板上设有薄膜键盘、轨迹球和2个独立按键、控制权转换旋钮，薄膜按键接键盘采集电路，键盘采集电路与单片机通讯连接，轨迹球和2个独立按键接驾控系统控制台计算机组，控制权转换旋钮的信号输出端接单片机。
[0008]操控面板上还设有报警电路，报警电路与单片机通讯连接。
[0009]操控面板上还设有控制权转换指示灯，单片机信号输出端经放大电路接控制权转换指示灯和报警电路中的报警指示灯和蜂鸣器。
[0010]操控面板上还设有视频切换按键，视频切换按键接视频切换电路的信号输入端。
[0011]操控面板上还设有复位按键，复位按键信号输出端接复位电路，复位电路的信号输出端接单片机和键盘采集电路的键盘显示管理芯片。
[0012]单片机采用80C196单片机。
[0013]单片机与驾控系统控制台计算机组通过RS-232通信控制电路通讯连接，RS-232通信控制电路采用MAX232芯片。
[0014]键盘采集电路采用键盘显示管理芯片8279。
[0015]操控面板制造采用导光PVC贴膜工艺，操控面板嵌入固定于控制台上。
[0016]薄膜键盘为23个按压式键盘，并配有9个指示系统工作状态的LED。
[0017]本发明具有的有益效果:
[0018]本发明操控面板上设有薄膜键盘、轨迹球和2个独立按键、控制权转换旋钮，薄膜按键接键盘采集电路，键盘采集电路与单片机通讯连接，轨迹球和2个独立按键接驾控系统控制台计算机组，控制权转换旋钮的信号输出端接单片机，本发明结构设计合理，并易于操纵。本发明操控面板上还设有报警电路和控制权转换指示灯，方便报警指示和控制权转换指示。本发明操控面板上还设有视频切换按键，方便驾控系统控制台计算机组视频信号的切换。本发明操控面板上还设有复位按键，可实现对驾控系统控制台计算机组的重启和单片机、键盘采集电路复位。本发明操控面板制造采用导光PVC贴膜工艺，操控面板嵌入固定于控制台上，薄膜键盘为23个按压式键盘，按键需给予一定的压力才能被有效按下，能够有效避免误操作。本发明单片机采用80C196单片机，单片机与驾控系统控制台计算机组通过RS-232通信控制电路通讯连接，RS-232通信控制电路采用MAX232芯片，键盘采集电路采用键盘显示管理芯片8279，能够保证对气垫船自动架控系统的方便、可靠操控。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为本发明操纵面板的外观示意图；
[0020]图2为本发明电气原理框图。
【具体实施方式】
[0021]如图2所示，操控面板15上设有薄膜键盘24、轨迹球和2个独立按键19、控制权转换旋钮，薄膜按键24通过键盘采集电路与单片机I通讯连接，轨迹球和2个独立按键19接驾控系统控制台计算机组16，控制权转换电路21包括控制权转换旋钮和控制权转换指示灯，控制权转换旋钮的信号输出端接单片机1，控制权转换电路21用于实现气垫船手动和自动控制的切换控制。操控面板15上还设有报警电路22，报警电路22与单片机通讯连接，报警电路22包括报警指示灯、蜂鸣器、报警消音按键。单片机信号输出端经放大电路18接控制权转换电路21中的控制权转换指示灯和报警电路22中的报警指示灯和蜂鸣器。操控面板15上还设有视频切换按键20，视频切换按键接视频切换电路17的信号输入端。单片机I与驾控系统控制台计算机组16通过RS-232通信控制电路14通讯连接。
[0022]单片机采用80C196单片机，S-232通信控制电路采用MAX232芯片。80C196单片机的ADO?AD15引脚通过两片74LS373芯片2和74LS245芯片3扩展成为16位地址总线和8位数据总线；27256芯片4和6264芯片5挂接在总线上，实现80C196单片机存储空间扩展；8279芯片的DBO?DB7引脚挂接在总线上，实现与80C196单片机的数据交换；74LS139芯片9的A和B引脚与地址总线的最高两位相连，实现地址译码，从而实现对6264芯片5与8279芯片6的片选；
[0023]键盘采集电路由8279芯片6、74LS156芯片10、7445芯片11、7406芯片12组成，8279芯片6的SLO?SL3引脚通过7445芯片11实现对薄膜键盘24中的矩阵LED的列扫描，OUTAO和OUTAl引脚通过7406芯片12实现膜键盘24中的矩阵LED的行扫描，列和行的扫描脉冲都是通过三极管构成的电流放大电路13，经电流放大后加到薄膜键盘的矩阵LED上；8279芯片6的SLO?SL2引脚通过74LS156芯片10实现对薄膜键盘24中矩阵键盘的行扫描，8279芯片6的RLO?RL7实现对薄膜按键24中矩阵键盘的列扫描。
[0024]80C196单片机的ALE引脚发出的时钟信号经过两片74LS72芯片10分频后为8279芯片6提供时钟信号；8279芯片6的中断输出引脚和80C196单片机的PROG引脚相连，实现对8279芯片6的中断操作；使用80C196单片机的RD和WR引脚实现对27256芯片4、6264芯片5和8279芯片6的读写控制。
[0025]电源和复位按键23由电源开关和复位按钮构成，电源开关可以控制装置和气垫船自动驾控系统的电源的通断，复位按钮按下时可以通过复位电路7使控制气垫船自动驾控系统计算机组16重启，同时控制80C196单片机I和8279芯片6复位。
[0026]如图1所示，操控面板制造采用导光PVC贴膜工艺，操控面板嵌入固定于控制台上。
[0027]薄膜键盘在操控面板的中部，采用导光PVC贴膜技术，按压式矩阵按键共有23个按键，在有一定的压力时才能被按下，可以有效地避免在气垫船作业时的误操作，图中“TEXT”为对应的标识，采用有9个LED指示系统工作状态；嵌入式的安装方式，用螺钉固定操控面板上；轨迹球和2独立按键安装在操控面板的右下角，符合操作人员的使用习惯。报警指示灯、电源开关、复位按键，报警按键，视频切换按键和报警蜂鸣器合理地分布在操控面板的四周。
[0028]气垫船的操控人员在按下电源与复位按键23中的电源开关之后，综合驾控台上电，综合驾控台计算机组16中的计算机启动，80C196单片机I从由27256芯片4和6264芯片5扩展的存储空间中读取程序，控制装置的PCB电路板开始工作，操控面板15上的电源指示灯亮，当综合驾控台计算机组15中的计算机启动完成之后，就可以进行有效的操作了 ；经过8279芯片6采集到薄膜键盘24有键按下后，通过终端的方式发送给80C196单片机1，根据80C196单片机I发送的指令点亮薄膜键盘24上的LED ；80C196单片机I通过通用I/O 口采集的按键或开关指令是通过定时检测的方式实现的，其根据不同的键值获取相应的指令，按照规定的通信协议的要求把指令和控制装置的状态通过RS_232通信控制电路14发送给综合驾控台计算机组16中的气垫船控制计算机;报警电路22的状态是受综合驾控台计算机组16中气垫船控制计算机控制的，80C196单片机I接收到报警信息后，点亮相应的报警指示灯，同时控制蜂鸣器鸣叫，当操作人员按下消音键后，蜂鸣器停止鸣叫，如果报警未取消，报警指示灯继续闪亮，当有新的报警信息时80C196单片机I控制相应报警指示灯闪亮，蜂鸣器再次鸣叫，当所有的报警都取消后，蜂鸣器停止鸣叫(如果此时未消音)、报警指示灯停止闪亮；当操作人员按下和弹起视频切换按键时，由视频切换电路17实现视频切换功能；按下电源和复位按键23中的复位按键后可实现控制装置复位和综合驾控台计算机组16中的计算机重启；当气垫船作业完成后，操作人员只需使电源和复位按键23中的电源开关打回关闭状态即可，这样就可以使综合驾控台断电，操控面板15上的电源指示灯熄灭。
【权利要求】
1.一种气垫船自动驾控系统专用控制装置，单片机与驾控系统控制台计算机组通讯连接，其特征在于:操控面板上设有薄膜键盘、轨迹球和2个独立按键、控制权转换旋钮，薄膜按键接键盘采集电路，键盘采集电路与单片机通讯连接，轨迹球和2个独立按键接驾控系统控制台计算机组，控制权转换旋钮的信号输出端接单片机。
2.根据权利要求1所述的气垫船自动驾控系统专用控制装置，其特征在于:操控面板上还设有报警电路，报警电路与单片机通讯连接。
3.根据权利要求2所述的气垫船自动驾控系统专用控制装置，其特征在于:操控面板上还设有控制权转换指示灯，单片机信号输出端经放大电路接控制权转换指示灯和报警电路中的报警指示灯和蜂鸣器。
4.根据权利要求3所述的气垫船自动驾控系统专用控制装置，其特征在于:操控面板上还设有视频切换按键，视频切换按键接视频切换电路的信号输入端。
5.根据权利要求4所述的气垫船自动驾控系统专用控制装置，其特征在于:操控面板上还设有复位按键，复位按键信号输出端接复位电路，复位电路的信号输出端接单片机和键盘采集电路的键盘显示管理芯片。
6.根据权利要求5所述的气垫船自动驾控系统专用控制装置，其特征在于:单片机采用80C196单片机。
7.根据权利要求6所述的气垫船自动驾控系统专用控制装置，其特征在于:单片机与驾控系统控制台计算机组通过RS-232通信控制电路通讯连接，RS-232通信控制电路采用MAX232 芯片。
8.根据权利要求7所述的气垫船自动驾控系统专用控制装置，其特征在于:键盘采集电路采用键盘显示管理芯片8279。
9.根据权利要求8所述的气垫船自动驾控系统专用控制装置，其特征在于:操控面板制造采用导光PVC贴膜工艺，操控面板嵌入固定于控制台上。
10.根据权利要求9所述的气垫船自动驾控系统专用控制装置，其特征在于:薄膜键盘为23个按压式键盘，并配有9个指示系统工作状态的LED。
【文档编号】G05D1/02GK103513655SQ201310412703
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2013年9月11日 优先权日:2013年9月11日
【发明者】林孝工, 边信黔, 丁福光, 付明玉, 王成龙, 史军, 卢杰梅 申请人:哈尔滨工程大学