一种多模式船舶机舱综合报警器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种多模式船舶机舱综合报警器，用于实现船舶在航行过程中对船舶中各种设备工作状态的监测功能，可同时监测16路开关量报警点，当设备工作出现异常时发出报警信号，具体包括CPU模块、输入模块、第一光耦模块、输出模块、LED报警指示灯模块、电源模块、第二光耦模块、RS232通信模块、RS485通信模块、第一CAN通信模块、第二CAN通信模块、第三CAN通信模块、调光电路模块、电器输出模块、面板模块，本实用新型通过RS232通信模块与计算机连接，且进行输入报警信息参数设置，通过RS485通信模块与外部设备连接，且将报警信息输出，通过CAN通信模块进行报警信号数量扩展采样或报警信息延伸复视。
【专利说明】一种多模式船舶机舱综合报警器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及船舶监测报警【技术领域】，特别涉及一种多模式船舶机舱综合报警器。
【背景技术】
[0002]为了保证船舶的航行安全，现代化的船舶中都配置有各种仪器设备，尤其是大型远洋船舶配置的设备更为种类众多，涵盖各方面的应用。这些设备自身都具备报警信息输出，但由于根据设备的应用范围不同会安装在不同的位置，其输出的报警信息十分分散，不易于驾驶员或值班员管理。因此需要将设备的报警信息，尤其是船舶机舱中设备的报警信息进行二次采样后统一显示于驾驶室中，便于驾驶员统一监测，当设备出现故障报警时能及时处理。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种多模式船舶机舱综合报警器。
[0004]本实用新型的目的通过下述技术方案实现:
[0005]一种多模式船舶机舱综合报警器，用于实现船舶在航行过程中对船舶中各种设备工作状态的监测功能，包括CPU模块(I)、输入模块(5)、第一光耦模块(4)、输出模块(2)、LED报警指示灯模块(3)、电源模块(11)、第二光耦模块(12)、RS232通信模块(6)、RS485通信模块(7)、第一 CAN通信模块(8)、第二 CAN通信模块(9)、第三CAN通信模块(10)，
[0006]其中，所述CPU模块,分别与输出模块、输入模块、第二光I禹模块、继电器模块、调光电路模块、RS232通信模块、RS485通信模块、第一 CAN通信模块、第二 CAN通信模块、第三CAN通信模块相连，用于完成报警器的报警信息处理及综合控制功能；
[0007]所述输入模块，分别与第一光耦模块和CPU模块相连，用于完成报警信息采样、输入以及报警器工作模式选择的功能；
[0008]所述输出模块，分别与LED报警指示灯模块和CPU模块相连，用于将CPU模块处理后的报警信息传递到LED报警指示灯模块显示。
[0009]所述RS232通信模块，与CPU模块相连，用于完成报警器与外部计算机连接的功倉泛;
[0010]所述RS485通信模块，与CPU模块相连，用于完成报警器与外部设备连接的功能；
[0011]所述第一 CAN通信模块、第二 CAN通信模块以及第三CAN通信模块，分别与CPU模块相连，其中第一、第二 CAN通信模块用于完成米样主机的CAN接口与延伸复视主机的CAN接口之间通信连接功能，第三CAN通信模块用于完成采样主机的CAN接口与扩展采样主机的CAN接口之间通信连接，并实现报警信息扩展采样功能。
[0012]优选的，所述输入模块包括8位拨码开关，通过该8位拨码开关可设置多模式船舶机舱综合报警器工作模式以及确定本机的ID号，其中工作模式包括采样主机模式、扩展采样主机模式、延伸复视主机模式、延伸扩展复视主机模式、分类复视主机模式、报警信息指不器模式。
[0013]优选的，所述报警器还包括调光电路模块(14)，
[0014]该模块分别与LED报警指示灯模块和CPU模块相连，用于调节LED报警指示灯模块中LED指示灯的灯光亮度。
[0015]优选的，所述报警器还包括继电器输出模块(13)，
[0016]该模块分别与CPU模块和外部的蜂鸣器或LED指示灯相连，用于完成报警器失电全船报警指示的功能，当整个报警器失电导致不能正常工作时将触发外部蜂鸣器鸣响或点亮外部LED。
[0017]优选的，所述输入模块包括3片依次串联的74HC165集成芯片，且第一、二片74HC165集成芯片与4片光耦TLP521-4连接，然后4片光耦TLP521-4分别与16路开关量报警信号连接，第三片74HC165与模式选择开关连接，其中所述模式选择开关是8位拨码开关。
[0018]优选的，所述输出模块包括3片依次串联的74HC595集成芯片，其中第一、二片7 4HC59 5集成芯片与第一、二片晶体管阵列ULN2 8 O 3连接，然后第一、二片晶体管阵列ULN2803与16个报警信息指示LED连接；其中第三片74HC595集成芯片与第三片晶体管阵列ULN2803连接，然后第三片晶体管阵列ULN2803与8个船舶机舱综合报警器自身工作状态指示LED连接。
[0019]优选的，所述CPU模块的CPU控制芯片采用LPC2194芯片。
[0020]优选的，所述第一、第二、第三路CAN通信模块均包括CAN收发器，分别与CPU模块的CAN通信接口 TDx、RDx连接，且CAN控制器集成于CPU ;并CAN通信模块的收发器均采用PCA82C250，其中 x = 1，2，3。
[0021]优选的，所述RS485通信模块采用RSM3485CT芯片与CPU模块的UART通信接口TXD,RXD信号连接，其中RSM3485CT芯片内部集成RSM3485CT通信模块隔离电路，并通过该隔离电路与外部VDR系统连接；
[0022]所述RS232通信模块采用物理层芯片与CPU模块的UART通信接口连接，并与RS485通信模块分时共用TXD、RXD信号，且通过短路帽及切换端子J6、J7进行切换使用，当TXD、RXD连接RS232通信模块使用时是通过RS232通信电缆与计算机连接，通过计算机可以进行报警信息参数设定，其中所述物理层芯片采用MAX3232芯片。
[0023]优选的，所述报警器还包括面板模块，该面板模块与输入模块相连，包括消音键、复位键、试灯键、调光键、值班键，用于完成报警器的功能设置。
[0024]本实用新型相对于现有技术具有如下的优点及效果:
[0025]1、本实用新型中公开的报警器具有多种工作模式，可以适应不同的工作环境，及时汇总输出了飞散的报警信息，使用方便快捷，经济高效。
[0026]2、本实用新型中公开的报警器结构简单、集成度高，具有很好的灵敏度高、使用寿命长、生成成本低。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]图1是本实用新型中一种多模式船舶机舱综合报警器的模块组成框图；
[0028]图2是本实用新型报警器中输出模块报警指示输出电路图；
[0029]图3是本实用新型报警器中输入模块的报警信息采样电路图；
[0030]图4是本实用新型报警器中输入模块的报警信息输入电路图；
[0031]图5是本实用新型报警器中输入模块的模式拨码开关及功能键电路图；
[0032]图6是本实用新型报警器中RS485通信模块及RS232通信模块的电路图；
[0033]图7是本实用新型报警器中CAN通信模块的电路图；
[0034]图8是本实用新型报警器中CPU模块的电路图；
[0035]图9是本实用新型报警器中调光电路模块的电路图；
[0036]图10是本实用新型报警器中电源模块的电源输入及失电检测电路电路图；
[0037]图11是本实用新型报警器中继电器输出模块的电路图；
[0038]图12是本实用新型报警器的应用拓扑图；
[0039]其中，图1中，附图标记为:1-CPU模块，2-输出模块，3-LED报警指示灯模块，4_第一光耦模块，5-输入模块，6-RS232通信模块，7-RS485通信模块，8-第一 CAN通信模块，9-第二 CAN通信模块，10-第三CAN通信模块，11-电源模块，12-第二光耦模块，13-继电器输出模块，14-调光电路模块，15-面板模块。
【具体实施方式】
[0040]下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。
[0041]实施例
[0042]本实施例公开了一种多模式船舶机舱综合报警器，主要是用于在船舶航行过程中对船舶中各种设备工作状态的监测，可同时监测16路开关量报警点，当设备工作出现异常时发出报警信号，且该报警器具有多种工作模式可设定，分别为报警信息采样主机模式、报警信息数量扩展采样模式、采样复视主机模式、扩展采样复视模式、报警信息分类复视模式、报警信息指示器模式。
[0043]如图1所示是本实用新型中一种多模式船舶机舱综合报警器的模块组成框图；从图中所示，该报警器具体包括CPU模块、输入模块、第一光耦模块、输出模块、LED报警指示灯模块、电源模块、第二光耦模块、RS232通信模块、RS485通信模块、第一 CAN通信模块、第二 CAN通信模块、第三CAN通信模块、调光电路模块、电器输出模块、面板模块。
[0044]船舶机舱综合报警器的电源模块采用双路电源DC+24V供电，且使用DC-DC电源隔离模块给后级电路供电，并实现失电报警信息指示。其中所述DC-DC电源隔离模块采用VRB2424YMD-6WR2。所述DC+24V电源连接到2.4K欧姆电阻，再连接到第二光耦TLP521-2输入端，所述TLP521-2的输出端连接到CPU的1引脚。具体如图10本实用新型报警器中电源模块的电源输入及失电检测电路电路图所示。
[0045]本实施例中CPU模块的CPU控制芯片采用LPC2194芯片，具体电路图如图8本实用新型报警器中CPU模块的电路图所示。
[0046]本实施例中所述第一光耦TLP521-4输入端连接外部设备的报警信号输出端子，第一光I禹TLP521-4输出端与输入模块相连。
[0047]本实施例的输入模块中3片74HC165集成芯片依次串联，且第一、二片74HC165集成芯片的输入端DO — D7与4片光耦TLP521-4的输出端连接，第三片74HC165集成芯片的输入端DO — D7与8位拨码开关连接。输入模块的具体电路图如图3、图4、图5所示。
[0048]本实施例的输出模块中3片74HC595集成芯片依次串联，且3片74HC595集成芯片的输出端QA — QH连接到3片晶体管阵列UNL2803的输入端INl — IN7，并晶体管阵列UNL2803的输出端OUTl—0UT7连接到24个LED指示灯的负极性端，所述LED的正极性端接到调光模块的输出端，所述LED指示灯的第I个到第16个作为报警信息指示，第17个到第24个作为船舶机舱综合报警器工作状态指示。输出模块的具体电路图如图2所示。
[0049]本实施例中继电器输出模块连接外部蜂鸣器或LED指示灯，用于报警器失电全船报警指示；当整个报警器失电导致不能正常工作时将触发外部蜂鸣器鸣响或点亮外部LED。
[0050]如图11本实用新型报警器中继电器输出模块的电路图中所示，所述继电器输出模块中继电器控制引脚与三极管S8050的c引脚连接，三极管S8050的b脚与R76、R77的I端连接，所述电阻R76、R77串联，并且电阻R76的2端与电源VCC24V连接，电阻R77的2端与GND连接；其中J16(C0N2)为外部接线端子，用于与外部蜂鸣器或指示灯连接。
[0051]本实施例中第一、第二、第三路CAN通信模块均包括CAN收发器，分别与CPU模块的CAN通信接口 TDx、RDx连接，且CAN控制器集成于CPU ;并CAN通信模块的收发器均采用PCA82C250，其中x = 1，2，3。其中第一 CAN通信模块负责完成从采样主机连接到延伸复视主机；第二 CAN通信模块负责完成从采样主机连接到延伸复视主机，且作为第一 CAN通信模块的数据备份；第三CAN通信模块负责完成从采样主机连接到扩展采样主机，实现报警信息扩展采样。具体电路如图7本实用新型报警器中CAN通信模块的电路图所示。
[0052]所述RS485通信模块采用RSM3485CT芯片与CPU模块中LPC2194芯片的CAN通信接口 TXD、RXD信号连接，其中RSM3485CT芯片内部集成RSM3485CT通信模块隔离电路，并通过该隔离电路与外部VDR系统连接。
[0053]所述RS232通信模块采用物理层芯片与CPU模块的UART通信接口连接，并与RS485通信模块分时共用TXD、RXD信号，且通过短路帽及切换端子J6、J7进行切换使用，当TXD、RXD连接RS232通信模块使用时是通过RS232通信电缆与计算机连接，通过计算机可以进行报警信息参数设定，其中所述物理层芯片采用MAX3232芯片。
[0054]RS232通信模块与RS485通信模块的具体电路可参见图6本实用新型报警器中RS485通信模块及RS232通信模块的电路图所示。
[0055]本实施例中的报警器通过RS232通信模块与外部计算机连接，且进行输入报警信息参数设置，通过RS485通信模块与外部设备连接，且将报警信息输出，通过CAN通信模块进行报警信号数量扩展采样或报警信息延伸复视。
[0056]本实施例中报警器还包括面板模块，与输入模块相连，其上设置有消音键、复位键、试灯键、调光键、值班键，用于完成报警器的功能设置。
[0057]本实施例中调光电路模块采用IRF4435场效应管芯片，如图9本实用新型报警器中调光电路模块的电路图中所示，IRF4435场效应管芯片控制引脚G连接到CPU的PWM引脚，输入D端连接到DC+24V电源，输出端S连接到LED正极性端。
[0058]所述附图2为本实用新型报警器的应用拓扑图，由采样主机模式、扩展采样主机模式、延伸复视主机模式、延伸扩展复视主机模式、分类复视主机模式、报警信息指示器模式中一种以上组成。
[0059]具体工作原理如下:
[0060]船舶机舱综合报警器通过8位拨码开关可设置其工作模式以及确定本机的ID号。
[0061]当船舶机舱综合报警器被设置为采样主机模式时，船舶设备的报警信号输出端通过电缆连接到第一光耦TLP521-4输入端，当发生报警信号时将会驱动光耦输出信号，再经并行信号转串行信号集成电路芯片74HC165传输到CPU的1 口，再由CPU收集处理，最后使用串行数据传输方式传输到芯片74HC595，由其转换为并行数据再经晶体管阵列ULN2803输出到LED指示灯；同时CPU将报警信息数据传输到CAN通信模块。
[0062]当船舶机舱综合报警器被设置为采用扩展采用主机模式时，船舶机舱综合报警器的第三路CAN通信模块与采样主机的第三路CAN通信模块连接，并将16路报警信号通过第三路CAN通信模块传输到米样主机统一处理。
[0063]当船舶机舱综合报警器被设置为延伸复视主机模式时，其第一、二路CAN通信模块与采样主机的第一、二路CAN通信模块连接，且接收来自采样主机的报警信息。
[0064]当船舶机舱综合报警器被设置为延伸扩展复视主机模式时，其第三路CAN通信模块与延伸复视主机的第三路CAN通信模块连接，且接收来自延伸复视主机的报警信息，用于复视扩展采样主机的报警信息。
[0065]当船舶机舱综合报警器被设置为分类复视主机模式时，其第一、二路CAN通信模块与采样主机的第一、二路CAN通信模块连接，并接收来自采样主机的分类报警信息。
[0066]当船舶机舱综合报警器被设置为报警信息指示器模式时，其RS485通信模块与外部报警装置的RS485接口连接，接收外部报警设备报警信息，并在LED上显示。
[0067]上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种多模式船舶机舱综合报警器，用于实现船舶在航行过程中对船舶中各种设备工作状态的监测功能，其特征在于，包括CPU模块(1)、输入模块(5)、第一光稱模块(4)、输出模块(2)、LED报警指示灯模块(3)、电源模块(11)、第二光耦模块(12)、RS232通信模块(6)、RS485通信模块(7)、第一 CAN通信模块(8)、第二 CAN通信模块(9)、第三CAN通信模块(10)， 其中，所述CPU模块，分别与输出模块、输入模块、第二光耦模块、继电器模块、调光电路模块、RS232通信模块、RS485通信模块、第一 CAN通信模块、第二 CAN通信模块、第三CAN通信模块相连，用于完成报警器的报警信息处理及综合控制功能； 所述输入模块，分别与第一光耦模块和CPU模块相连，用于完成报警信息采样、输入以及报警器工作模式选择的功能； 所述输出模块，分别与LED报警指示灯模块和CPU模块相连，用于将CPU模块处理后的报警信息传递到LED报警指示灯模块显示。 所述RS232通信模块，与CPU模块相连，用于完成报警器与外部计算机连接的功能； 所述RS485通信模块，与CPU模块相连，用于完成报警器与外部设备连接的功能； 所述第一 CAN通信模块、第二 CAN通信模块以及第三CAN通信模块，分别与CPU模块相连，其中第一、第二 CAN通信模块用于完成采样主机的CAN接口与延伸复视主机的CAN接口之间通信连接功能，第三CAN通信模块用于完成采样主机的CAN接口与扩展采样主机的CAN接口之间通信连接，并实现报警信息扩展采样功能。
2.根据权利要求1所述的一种多模式船舶机舱综合报警器，其特征在于，所述输入模块包括8位拨码开关，通过该8位拨码开关可设置多模式船舶机舱综合报警器工作模式以及确定本机的ID号，其中工作模式包括米样主机模式、扩展米样主机模式、延伸复视主机模式、延伸扩展复视主机模式、分类复视主机模式、报警信息指示器模式。
3.根据权利要求1所述的一种多模式船舶机舱综合报警器，其特征在于，所述报警器还包括调光电路模块(14)， 该模块分别与LED报警指示灯模块和CPU模块相连，用于调节LED报警指示灯模块中LED指示灯的灯光亮度。
4.根据权利要求1所述的一种多模式船舶机舱综合报警器，其特征在于，所述报警器还包括继电器输出模块(13), 该模块分别与CPU模块和外部的蜂鸣器或LED指示灯相连，用于完成报警器失电全船报警指示的功能，当整个报警器失电导致不能正常工作时将触发外部蜂鸣器鸣响或点亮外部 LED。
5.根据权利要求1所述的一种多模式船舶机舱综合报警器，其特征在于:所述输入模块包括3片依次串联的74HC165集成芯片，且第一、二片74HC165集成芯片与4片光耦TLP521-4连接，然后4片光耦TLP521-4分别与16路开关量报警信号连接，第三片74HC165与模式选择开关连接，其中所述模式选择开关是8位拨码开关。
6.根据权利要求1所述的一种多模式船舶机舱综合报警器，其特征在于:所述输出模块包括3片依次串联的74HC595集成芯片，其中第一、二片74HC595集成芯片与第一、二片晶体管阵列ULN2803连接，然后第一、二片晶体管阵列ULN2803与16个报警信息指示LED连接；其中第三片74HC595集成芯片与第三片晶体管阵列ULN2803连接，然后第三片晶体管阵列ULN2803与8个船舶机舱综合报警器自身工作状态指示LED连接。
7.根据权利要求1所述的一种多模式船舶机舱综合报警器，其特征在于:所述CPU模块的CPU控制芯片采用LPC2194芯片。
8.根据权利要求1至7任一所述的一种多模式船舶机舱综合报警器，其特征在于: 所述第一、第二、第三路CAN通信模块均包括CAN收发器，分别与CPU模块的CAN通信接口 TDx、RDx连接，且CAN控制器集成于CPU ;并CAN通信模块的收发器均采用PCA82C250，其中 X = 1，2，3。
9.根据权利要求1至7任一所述的一种多模式船舶机舱综合报警器，其特征在于: 所述RS485通信模块采用RSM3485CT芯片与CPU模块的UART通信接口 TXD、RXD信号连接，其中RSM3485CT芯片内部集成RSM3485CT通信模块隔离电路，并通过该隔离电路与外部VDR系统连接； 所述RS232通信模块采用物理层芯片与CPU模块的UART通信接口连接，并与RS485通信模块分时共用TXD、RXD信号，且通过短路帽及切换端子J6、J7进行切换使用，当TXD、RXD连接RS232通信模块使用时是通过RS232通信电缆与计算机连接，通过计算机可以进行报警信息参数设定，其中所述物理层芯片采用MAX3232芯片。
10.根据权利要求1至7任一所述的一种多模式船舶机舱综合报警器，其特征在于: 所述报警器还包括面板模块，该面板模块与输入模块相连，包括消音键、复位键、试灯键、调光键、值班键，用于完成报警器的功能设置。
【文档编号】G05B19/418GK204129925SQ201420599056
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年10月16日 优先权日:2014年10月16日
【发明者】梁富琳, 陈远明, 邱守强 申请人:华南理工大学