[发明专利]一种船舶动力定位系统便携式手操盒

权利要求书

1.一种船舶动力定位系统便携式手操盒，包括:RS-422转RS-232电路(2)、ATMega128单片机控制系统供电的电源电路(3)、PC104和液晶显示屏供电的电源电路(4)、PC104(5)、RS-232通信电路(6)、ATMega128单片机最小电路(7)、液晶显示屏(8)、按键采集控制电路(9)、灯控制电路(10)、低通滤波电路(11)、5个键带灯(12)、5个状态指示灯(13)和三自由度手操杆(14)，其特征在于：RS-422转RS-232电路(2)，RS-422通信控制电路(2)是由贴面式MAX490实现的，通过把动力定位控制台计算机的RS-422标准的差动电平信号转化为RS-232标准电平信号实现控制台计算机与PC104上RS-232串口的通信功能。为ATMega128单片机控制系统供电的电源电路(3)与PC104和液晶显示屏供电的电源电路(4)均采用宽电压输入的电源芯片VRB48**LD-30W，采用PC104(5)为核心进行处理数据信息，PC104搭载Wince操作系统；使用640*480的液晶显示屏进行显示各种数据和图像信息，采用PC104的两个RS-232(6)进行通信，一个串口与AVR采集到的数据进行实时的处理并把相应的状态信号发送到AVR，实现状态指示灯的显示；另一个RS-232串口通过RS-422转RS-232的转换电路与控制台计算机进行通信，传输便携式手操盒的控制信号同时接收控制台计算机发送过来的各种船舶运动及状态信息，并在液晶屏上进行实时显示，ATmega128单片机控制系统(7)采用表贴式单片机ATmega128芯片，通过JTAG电路完成控制程序的烧写，采用11.0592M外部晶振为单片机提供系统时钟脉冲。按键采集控制电路，此便携式手操盒的五个控制信号全部采用外部中断的形式进行触发，当AVR单片机检测到相应的按键边沿触发的时候进入相应的中断点亮该按键上带有的指示灯，通过键带灯上的灯的状态可以很轻易的知道此时便携式手操盒处于哪种请求状态。 

2.根据权利要求1所述的一种船舶动力定位系统便携式手操盒，其特征在于，便携式手操盒壳体的设计；采用铝合金背带环以及整个手操盒壳体的设计；便携式手操盒的两侧各有两个背带环；手操盒面板采用高精度三自由度手操杆进行控制模拟信号的输入，同时在面板左下方采用五个带灯的按键和5个单独的指示灯进行两行五列排列；在手操盒面板的左上方预留出液晶显示屏并能通过液晶屏人性化的界面显示在操作过程中轻松控制船舶的运行。 

3.根据权利要求1所述的一种船舶动力定位系统便携式手操盒，其特征在于，丰富和人性化的界面信息显示。液晶显示界面包含了船舶运行过程中所有的必要信息，包括船舶的北东位置、艏向、航速、手操杆在船舶横荡、纵荡和艏摇三个方向控制力的大小、艏向误差、各种传感器数据、船舶全回转推进器的推力方向及大小、艏侧推的推力大小等。把相应枯燥的数据信息处理成图形的显示更好的方便使用人员控制。 

4.根据权利要求1所述的一种船舶动力定位系统便携式手操盒，其特征在于，三自由度手操杆(14)的输入采用DC5V，在三个自由度上输出0～5V的直流电压信号，经过相应的低 通滤波电路处理后，把三个自由度上输出的电压信号连接到ATmega128单片机的模拟到数字转换的ADC0、ADC1和ADC2引脚上，由ATmega128单片机片上集成的ADC模块完成模数转换，从而实现手操杆操作过程中模拟输出到数字量的转化，更能形象的显示出手操杆各个方向上控制力的大小。 

5.根据权利要求1所述的一种船舶动力定位系统便携式手操盒，其特征在于，在航空插头连接到便携式手操盒并上电后，电源电路首先把外部供应的DC48V的电压转换为DC5V、DC12V和DC24V，DC5V、DC12V同时给PC104和液晶显示屏进行供电，DC24V则保证相应的面板指示灯能够在控制信号到来的时候点亮。DC5V给ATmega128单片机供电，在完成必须的寄存器初始化后，才开始正常的工作，ATmega128单片机定时采集三自由度手操杆(14)的模拟量并以边沿中断的方式采集5个独立按键(12)的键值，存储到相应的存储空间中。当动力定位控制台计算机(1)通过RS-422通信发送到手操盒数据时，首先通过RS-422转RS-232电路(2)转化为RS-232通信，然后再与PC104(5)进行通信。PC104把接收到的各种船舶运动及传感器数据经过处理后显示到液晶显示屏(8)上，同时把相应的状态指示灯的信号状态数据通过RS-232通信电路(6)传输到ATmega128单片机,单片机再经过灯控制电路(10)控制5个状态指示灯(13)。ATmega128单片机通过按键采集控制电路(9)采集5个键带灯(12)的键值并定时采集三自由度手操杆(14)的信号经过AD转换之后，通过RS-232通信控制电路(6)发送到PC104，PC104再把相应的数据信息经过RS-422转RS-232电路(2)发送到动力定位系统控制台计算机。