專(zhuān)利名稱(chēng)：船用通導(dǎo)設(shè)備集成模擬器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及船舶配套設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用電子和信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)一種符合IEC61162協(xié)議的船用通導(dǎo)設(shè)備集成模擬器。
背景技術(shù)：
船用通信導(dǎo)航設(shè)備種類(lèi)較多，主要包括GPS、風(fēng)速風(fēng)向儀、測(cè)深儀、計(jì)程儀、舵角發(fā)送器、電羅經(jīng)、磁羅經(jīng)、自動(dòng)舵、AIS、ARPA雷達(dá)用來(lái)輔助船員駕駛船舶。這些通導(dǎo)設(shè)備相輔相成，提供不同的導(dǎo)航信息如船舶定位信息、AIS周?chē)粍?dòng)靜態(tài)信息、風(fēng)速風(fēng)向信息，當(dāng)前位置水深信息、船舶航行速度信息、船艏向信息、舵角信息、雷達(dá)ARPA信息等供船員參考?！ご巴▽?dǎo)設(shè)備主要通過(guò)RS232或RS422串行接口，依照f(shuō)fiC61162-1，IEC61162-2、ITU-RM. 1371等國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議按照一定的波特率和發(fā)送頻率對(duì)外發(fā)送相應(yīng)的導(dǎo)航信息，這些導(dǎo)航信息提供給Conning系統(tǒng)、ECDIS以及其它的通導(dǎo)設(shè)備使用。因此，在綜合船橋系統(tǒng)以及各子系統(tǒng)的研制和調(diào)試過(guò)程中，需要各種通導(dǎo)設(shè)備提供各種類(lèi)型的導(dǎo)航信息保障系統(tǒng)研制和調(diào)試的正常進(jìn)行。目前，國(guó)內(nèi)大多數(shù)通導(dǎo)設(shè)備生產(chǎn)廠家和綜合船橋系統(tǒng)集成商在研制和調(diào)試過(guò)程中，均是采用以下兩種方式提供設(shè)備或系統(tǒng)需要的導(dǎo)航信息1、購(gòu)買(mǎi)真實(shí)的通導(dǎo)設(shè)備。2、研制各種各樣的通導(dǎo)設(shè)備模擬器。然而，以上兩種方式存在著許多缺點(diǎn)。首先，真實(shí)的通導(dǎo)設(shè)備受設(shè)備本身限制，無(wú)法根據(jù)需要發(fā)送符合一定規(guī)律的數(shù)據(jù)，并且真實(shí)的通導(dǎo)設(shè)備成本較高，調(diào)試不方便。其次，目前大多數(shù)通導(dǎo)設(shè)備模擬器均局限于某一種通導(dǎo)設(shè)備，無(wú)法根據(jù)需要產(chǎn)生兩種或兩種以上的通導(dǎo)設(shè)備導(dǎo)航信息，從而無(wú)法保證系統(tǒng)或設(shè)備同時(shí)工作時(shí)的穩(wěn)定性。再次，目前大多數(shù)通導(dǎo)設(shè)備模擬器均為軟件模擬器，受限于計(jì)算機(jī)配置和系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種操作簡(jiǎn)單、方便，能夠同時(shí)模擬一種或多種通訊導(dǎo)航設(shè)備輸出數(shù)據(jù)的，便于綜合船橋各子系統(tǒng)以及各種通導(dǎo)設(shè)備研制、調(diào)試、生產(chǎn)和維護(hù)的船用通導(dǎo)設(shè)備集成模擬器。一種船用通導(dǎo)設(shè)備集成模擬器，包括輸入與顯示控制器單元模塊，輸出控制器單元模塊，配以信息顯示模塊、輸入模塊、串口擴(kuò)展輸出模塊；所述的輸入與顯示控制器單元模塊和信息顯示模塊、輸入模塊相連，所述的輸出控制器單元模塊和串口擴(kuò)展輸出模塊相連；所述的輸入與顯示控制器單元模塊，輸出控制器單元模塊通過(guò)IIC串行總線相連。輸入與顯示控制器單元模塊可采用Silicon公司的C8051F020單片機(jī)或NXP公司的P89C669單片機(jī)。信息顯示模塊可采用武漢中顯科技有限公司的VTK-8048-070 7寸IXD液晶屏或北京藍(lán)海微芯科技有限公司的LJD-ZU070/T 7寸LCD液晶屏。串口擴(kuò)展輸出模塊可采用成都國(guó)騰微電子有限公司GM8125 I擴(kuò)5的通用異步串口擴(kuò)展芯片。輸入模塊可采用定制的薄膜開(kāi)關(guān)鍵盤(pán)。輸出控制器單元模塊同樣可采用Silicon公司的C8051F020單片機(jī)或NXP公司的P89C669單片機(jī)。[0007]輸入與顯示控制器單元模塊和輸出控制器單元模塊的PO. 2和PO. 3端口分別為SDA和SCL，將該接口配置成IIC通信串行總線接口，其中PO. 3作為通信控制時(shí)鐘接口，PO. 2作為通信數(shù)據(jù)接口。所述的串口擴(kuò)展輸出模塊中的RXDO和TXDO作為串口擴(kuò)展模塊的輸入接口，通過(guò)模塊將一個(gè)串口輸入轉(zhuǎn)換成5個(gè)串口輸出，從而能夠用兩個(gè)模塊模擬出10種船用通導(dǎo)設(shè)備數(shù)據(jù)接口。本實(shí)用新型中，為了維護(hù)單片機(jī)的工作效率，方便調(diào)試，模擬器的采用兩個(gè)單片機(jī)做為主控制芯片模塊，兩個(gè)單片機(jī)分工明確，一個(gè)單片機(jī)負(fù)責(zé)與薄膜矩陣鍵盤(pán)、智能型液晶顯示屏連接，單片機(jī)采集薄膜矩陣鍵盤(pán)的輸入信息后，經(jīng)過(guò)一定的處理，轉(zhuǎn)換成規(guī)定的格式的顯示命令，通過(guò)RS232接口發(fā)送給智能型液晶顯示屏，將用戶(hù)輸入信息顯示在智能型液晶顯示屏，本實(shí)用新型通過(guò)該流程完成人機(jī)交互過(guò)程。本實(shí)用新型中，為了方便兩個(gè)單片機(jī)之間的信息交互，兩個(gè)單片機(jī)之間通過(guò)IIC總線相互通信，一個(gè)單片機(jī)將用戶(hù)輸入模擬參數(shù)信息發(fā)送給另一個(gè)單片機(jī)，另一個(gè)單片機(jī)則通過(guò)一定的計(jì)算，將模擬后的導(dǎo)航信息按照一定的頻主回傳給第一個(gè)單片機(jī)。本實(shí)用新型中，為了方便在船用通導(dǎo)設(shè)備集成模擬器工作時(shí)觀察數(shù)據(jù)傳送情況，第一個(gè)單片機(jī)收到回傳信息后，將模擬導(dǎo)航信息按照一定格式的命令字符串，發(fā)送給智能型液晶屏，并在液晶屏上顯示出來(lái)。本實(shí)用新型中，為了滿(mǎn)足以后通導(dǎo)設(shè)備模擬擴(kuò)展的需求，模擬器能夠提供10個(gè)波特率為4800bps通導(dǎo)設(shè)備模擬輸出接口以及I個(gè)波特率為38400bps的通導(dǎo)設(shè)備模擬輸出接口。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于本實(shí)用新型設(shè)計(jì)船用通導(dǎo)設(shè)備集成模擬器優(yōu)點(diǎn)是不僅能單獨(dú)模擬一種通導(dǎo)設(shè)備的導(dǎo)航信息，還可以同時(shí)模擬多種通導(dǎo)設(shè)備的導(dǎo)航信息。同時(shí)，模擬的導(dǎo)航信息可以根據(jù)用戶(hù)要求自已設(shè)置模擬參數(shù)，模擬數(shù)據(jù)類(lèi)型多樣化，模擬信息數(shù)據(jù)輸出穩(wěn)定，模擬過(guò)程全程數(shù)字化并且模擬數(shù)據(jù)可觀察。該模擬器體積小，成本低，操作簡(jiǎn)單，攜帶方便。

圖I示出了本實(shí)用新型實(shí)施例的船用通導(dǎo)設(shè)備集成模擬器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。圖2示出了本實(shí)用新型實(shí)施例的船用通導(dǎo)設(shè)備集成模擬器的主要信息流程圖。圖3示出了本實(shí)用新型實(shí)施例的船用通導(dǎo)設(shè)備集成模擬器的薄膜矩陣鍵盤(pán)輸入電路圖。圖4示出了本實(shí)用新型實(shí)施例的船用通導(dǎo)設(shè)備集成模擬器的串口擴(kuò)展輸出電路圖。圖5示出了本實(shí)用新型實(shí)施例的船用通導(dǎo)設(shè)備集成模擬器的串口輸出電平轉(zhuǎn)換電路圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述實(shí)施例[0021]根椐圖I所示，一種船用通導(dǎo)設(shè)備集成模擬器，其特征在于包括輸入與顯示控制器單兀模塊，輸出控制器單兀模塊，配以信息顯不模塊、輸入模塊、串口擴(kuò)展輸出模塊GM8125;所述的輸入與顯示控制器單元模塊和配以信息顯示模塊、輸入模塊相連，所述的輸出控制器單元模塊和串口擴(kuò)展輸出模塊相連。所述的輸入與顯示控制器單元模塊，輸出控制器單元模塊通過(guò)IIC串行總線相連。如圖2所示，輸入與顯示控制器單元模塊通過(guò)I/O并口識(shí)別輸入模塊按鍵信息，然后針對(duì)導(dǎo)航設(shè)備的不同，仿真參數(shù)設(shè)定的不同，將用戶(hù)的按鍵信息處理成不同導(dǎo)航設(shè)備的不同仿真參數(shù)或仿真功能信息；輸入與顯示控制器單元模塊處理完用戶(hù)設(shè)定的各導(dǎo)航設(shè)備的仿真參數(shù)或仿真功能信息后，通過(guò)串口 RS232發(fā)送相應(yīng)的繪圖指令給信息顯示模塊，用以顯示和修改相應(yīng)的各導(dǎo)航設(shè)備仿真參數(shù)信息；同時(shí)，根據(jù)輸入模塊設(shè)定的不同導(dǎo)航設(shè)備的仿真功能信息，當(dāng)開(kāi)啟導(dǎo)航設(shè)備串口數(shù)據(jù)仿真功能后，輸入與顯示控制器單元模 塊將各導(dǎo)航設(shè)備符合IEC61162協(xié)議的仿真數(shù)據(jù)通過(guò)串口 RS232發(fā)送相應(yīng)的繪圖指令給信息顯示模塊，動(dòng)態(tài)更新和顯示導(dǎo)航設(shè)備的仿真數(shù)據(jù)；輸入與顯示控制器單元模塊處理完輸入模塊的仿真參數(shù)與功能設(shè)定、信息顯示模塊的仿真參數(shù)與仿真數(shù)據(jù)顯示功能后，將仿真參數(shù)與仿真功能信息通過(guò)IIC總線發(fā)送給輸出控制器單元模塊。輸出控制器單元模塊則在處理完仿真參數(shù)與仿真功能信息后，反饋和確認(rèn)串口狀態(tài)信息；輸出控制器單元模塊接收輸入與顯示控制器單元模塊發(fā)送過(guò)來(lái)的仿真參數(shù)與功能信息后，根據(jù)仿真功能信息對(duì)串口進(jìn)行相關(guān)的操作，如實(shí)現(xiàn)打開(kāi)串口、關(guān)閉串口等功能。根據(jù)導(dǎo)航設(shè)備的仿真參數(shù)信息，組裝成符合IEC61162協(xié)議的導(dǎo)航設(shè)備語(yǔ)句，并通過(guò)串口向外發(fā)送。在本實(shí)施例中，通過(guò)配置輸入與顯示控制器單元模塊和輸出控制器單元模塊的PO. 2和PO. 3端口分別為SDA和SCL，將該接口配置成IIC通信串行總線接口，其中PO. 3作為通信控制時(shí)鐘接口，PO. 2作為通信數(shù)據(jù)接口。薄膜矩陣鍵盤(pán)輸入模塊向輸入與顯示控制器單元模塊發(fā)送用戶(hù)操作按鍵信息。電路如圖3所示，首先將8*8矩陣鍵盤(pán)的行和列同時(shí)通過(guò)IOK電阻排和3. 3電源上拉至高電平，然后通過(guò)行列反掃描法確定具體按鍵行和列所在的位置，從而確定用戶(hù)操作的按鍵信息。具體實(shí)現(xiàn)流程不在此贅述。如圖4所示，在本實(shí)施例中，GM8125模塊中的RXDO和TXDO作為串口擴(kuò)展模塊的輸入接口，通過(guò)GM8125模塊將一個(gè)串口輸入轉(zhuǎn)換成5個(gè)串口輸出，從而能夠用兩個(gè)GM8125模塊模擬出10種船用通導(dǎo)設(shè)備數(shù)據(jù)接口。擴(kuò)展出來(lái)的10個(gè)RS232接口均以規(guī)定的4800bps對(duì)外發(fā)送模擬數(shù)據(jù)。串口模塊是向外部設(shè)備提供串行數(shù)據(jù)的物理接口單元，電路如圖5，其包括將來(lái)自單片機(jī)的數(shù)據(jù)進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換并輸出的轉(zhuǎn)換器以及接收轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)并向外部設(shè)備進(jìn)行連續(xù)信息輸出的3針接插件。具體采用芯片SP3223E來(lái)實(shí)現(xiàn)C8051F020單片機(jī)與接插件之間的電平轉(zhuǎn)換。事實(shí)上，本實(shí)用新型中，可以通過(guò)增加交互界面的方式增加2個(gè)備用的通導(dǎo)設(shè)備。本實(shí)用新型中的模擬數(shù)據(jù)能夠以隨機(jī)產(chǎn)生、均勻分布、坡度分布和正弦分布四種方式產(chǎn)生。能夠滿(mǎn)足用戶(hù)系統(tǒng)研制和設(shè)備調(diào)試的要求。
權(quán)利要求1.一種船用通導(dǎo)設(shè)備集成模擬器，其特征在于其包括輸入與顯示控制器單元模塊，輸出控制器單兀模塊，配以信息顯不模塊、輸入模塊、串口擴(kuò)展輸出模塊；所述的輸入與顯示控制器單元模塊和信息顯示模塊、輸入模塊相連，所述的輸出控制器單元模塊和串口擴(kuò)展輸出模塊相連；所述的輸入與顯示控制器單元模塊，輸出控制器單元模塊通過(guò)IIC串行總線相連。
2.根椐權(quán)利要求I所述的一種船用通導(dǎo)設(shè)備集成模擬器，其特征在于輸入與顯示控制器單元模塊和輸出控制器單元模塊的PO. 2和PO. 3端口分別為SDA和SCL，將該接口配置成IIC通信串行總線接口，其中PO. 3作為通信控制時(shí)鐘接口，PO. 2作為通信數(shù)據(jù)接口。
3.根椐權(quán)利要求I所述的一種船用通導(dǎo)設(shè)備集成模擬器，其特征在于所述的串口擴(kuò)展輸出模塊中的RXDO和TXDO作為串口擴(kuò)展模塊的輸入接口，通過(guò)模塊將一個(gè)串口輸入轉(zhuǎn)換成5個(gè)串口輸出，從而能夠用兩個(gè)模塊模擬出10種船用通導(dǎo)設(shè)備數(shù)據(jù)接口。
專(zhuān)利摘要一種船用通導(dǎo)設(shè)備集成模擬器，其特征在于其包括輸入與顯示控制器單元模塊，輸出控制器單元模塊，配以信息顯示模塊、輸入模塊、串口擴(kuò)展輸出模塊；所述的輸入與顯示控制器單元模塊和信息顯示模塊、輸入模塊相連，所述的輸出控制器單元模塊和串口擴(kuò)展輸出模塊相連；所述的輸入與顯示控制器單元模塊，輸出控制器單元模塊通過(guò)IIC串行總線相連。其優(yōu)點(diǎn)在于本實(shí)用新型設(shè)計(jì)船用通導(dǎo)設(shè)備集成模擬器優(yōu)點(diǎn)是不僅能單獨(dú)模擬一種通導(dǎo)設(shè)備的導(dǎo)航信息，還可以同時(shí)模擬多種通導(dǎo)設(shè)備的導(dǎo)航信息。同時(shí)，模擬的導(dǎo)航信息可以根據(jù)用戶(hù)要求自已設(shè)置模擬參數(shù)，模擬數(shù)據(jù)類(lèi)型多樣化，模擬信息數(shù)據(jù)輸出穩(wěn)定，模擬過(guò)程全程數(shù)字化并且模擬數(shù)據(jù)可觀察。模擬器操作簡(jiǎn)單，攜帶方便。
文檔編號(hào)G05B17/02GK202794890SQ20122045919
公開(kāi)日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月20日
發(fā)明者陳鯤, 陸德波, 皮文博 申請(qǐng)人:中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七0九研究所