[發明專利]一種多協議轉換的無人船船載智能終端及控制平臺系統

有效

• 申請號: 201410451660.1
• 申請日: 2014-09-05
• 公開（公告）號: CN104298192A
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發明（設計）人: 黃珍;李俊杰;徐小強;張蘭鵬;李浩
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 鐘鋒

技術領域

本發明涉及船載設備技術領域，尤其涉及一種多協議轉換的無人船船載智能終端及平臺系統。

背景技術

????近年來由于世界各國對海洋資源的強力爭奪以及海難事故頻繁發生，研制出可承擔情報收集、反潛、精確打擊、海上搜救、水文地理勘察等功能的無人船成為該領域研究熱點。無人船除了搭載如GPS、電羅經等常規導航設備外，根據任務不同還需搭載多種各類型的傳感器設備，需同時處理的數據也是多種類型并存，且處理量也是龐大的。現有系統方案中，大多采用集中式設計方案，將設備接在一個控制器上，通過該控制器實現所有數據的采集與處理工作。該方法具有以下缺點：1）對控制器的處理速度要求高，必然會導致成本增加；2）控制器處理程序需同時具備不同協議的數據接口，增加了程序開發難度和周期；3）接入到控制器的導線數量多，布線復雜；4）故障排查難，當某一設備出現故障后，需要對整個系統進行排查，增加難度；5）不便于擴展，如果后期要加入其他設備，則需要對整個系統重新規劃修改。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于針對現有技術中的缺陷，提供一種多協議轉換的無人船船載智能終端及平臺系統。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種多協議轉換的無人船船載智能終端,包括：

數據協議端口模塊，用于提供主控模塊與總線和船載設備連接的接口電路

主控模塊，用于采集傳感器設備的數據，并組包傳輸至CAN或以太網總線；

控制端模塊，用于接收用戶的命令對外圍設備進行開關操作；

所述數據協議端口模塊包括CAN接口電路、RS232驅動電路和過壓過流保護電路、以太網控制器和隔離變壓器電路以及RS485驅動電路和光耦隔離電路；

所述主控模塊通過CAN接口電路連接CAN總線，主控模塊通過RS232驅動電路和過壓過流保護電路或RS485驅動電路和光耦隔離電路連接傳感器設備，主控模塊通過以太網控制器和隔離變壓器電路連接以太網總線。

按上述方案，所述主控模塊采用STM32單片機。

一種新型的無人船船端分布式控制平臺系統，包括：信息采集單元、執行單元、通信單元和控制器；所述通信單元和控制器連接，所述信息采集單元、執行單元和控制器通過CAN和以太網總線連接；

信息采集單元，用于采集船載導航設備信息和傳感器設備信息；?

執行單元，用于根據控制器的操作指令進行船舶航行操作；所述執行單元包括智能終端和通過智能終端驅動的轉向系統；所述智能終端為多協議轉換的無人船船載智能終端；

通信單元，用于船端與岸端的數據傳輸；

控制器，用于接收總線上的導航設備信息和傳感器設備信息，經過數據處理形成操作指令。

按上述方案，所述信息采集單元包括智能終端和分別由智能終端驅動的GPS和電羅經等船載傳感器設備。

按上述方案，所述控制器包括數據融合處理模塊、路徑規劃模塊和智能決策模塊。

數據融合處理模塊，用于融合處理船載多源傳感器采集信息，提供本船的航行姿態信息及感知周圍水域的環境信息，并將信息通過通信單元發送至岸端監控；

還用于根據融合處理的信息，識別水面靜止和運動的目標；

路徑規劃模塊，用于根據本船位置信息及目標點位置坐標，并結合電子海圖信息規劃有效路徑備選；

智能決策模塊，用于保證船舶按照人工設定的航向穩定航行和避開動態船舶。

本發明的智能終端的功能如下：

該智能終端能將具有RS232或RS485接口的常用監控設備或特定應用功能設備，如船舶領域常用的GPS、測深儀、電羅經等接入到CAN總線或以太網總線；

該智能終端通過控制端模塊能對設備進行單獨的開啟和關斷操作，避免設備故障對總線數據的傳輸造成影響。

本發明產生的有益效果是：

1.智能終端具有CAN和以太網兩種總線協議，可以根據數據轉換后的協議進行選擇；

2.同時能實時監控兩種總線的工作狀態，每種總線協議具有兩路接口，當一路CAN或以太網總線出現故障時，自動切換為另一路備用通道進行數據傳輸。以CAN總線為例，其切換方式如下：單片機根據其中一路CAN通信控制器的錯誤代碼寄存器的數值確定該通信通道是否正常，一旦發現CAN通信控制器發生錯誤碼溢出，則立即切換為第二路通信通道傳輸數據。

3.該智能終端大大節省設備接入總線時導線的數量，降低設備整體布局的復雜度，提高系統穩定性。