專利名稱：一種船舶name0183輸入信號極性自適應(yīng)方法及接口裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種船舶NAMEO183輸入信號極性自適應(yīng)方法及接口裝置。
背景技術(shù)：
隨著航運電子的發(fā)展，船載導(dǎo)航儀已成為一種必不可少的設(shè)備。船載導(dǎo)航儀除了要接入基本的GPS信號外，還需要接入越來越多的外圍設(shè)備，比如測深儀、磁(電)羅經(jīng)、船舶避碰系統(tǒng)(AIS)等，這些信號接口都是采用NAME0183通信標(biāo)準(zhǔn)以串口方式接入的。由于 NAME0183輸入信號接入有正、負之分，這樣對于用戶來說，接入各個廠家生產(chǎn)的設(shè)備是一件相對繁雜的工作。目前，業(yè)界普遍采用光耦器件對外圍設(shè)備輸出信號進行光電隔離保護，再對該外圍設(shè)備輸出的NAME0183信號進行整形后直接輸入到微機串口，如圖1所示。這樣外圍設(shè)備信號接口接入微機串口時必須正負極一一對應(yīng)，即外圍設(shè)備信號接口輸出信號的正極對微機串口輸入信號的正極，外圍設(shè)備信號接口輸出信號的負極對微機串口輸入信號的負極， 否則微機串口接收不到正確的信息。更為嚴重的是，如果所要接入設(shè)備的輸出信號不是標(biāo)準(zhǔn)的NAME0183信號，比如GARMIN153輸出的GPS信號是共地反向的差分信號，這樣該接入設(shè)備輸出到微機串口的信號跟正確的信號恰好反向，導(dǎo)致微機串口無法得到正確的信息。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種船舶NAME0183輸入信號極性自適應(yīng)方法及接口裝置，使用戶在將外圍設(shè)備的信號接口接入微機串口時，不需要區(qū)分接入的NAME0183信號的正、負極，而且也可以接入共地反向的非標(biāo)準(zhǔn)NAME0183信號。一種船舶NAME0183輸入信號極性自適應(yīng)接口裝置，包括NAME0183輸入信號接入端、光電隔離模塊、信號整形濾波模塊、信號采集模塊和微機串口，外圍設(shè)備信號接口在不需要區(qū)分信號正負極的情況下，輸出信號至NAME0183輸入信號接入端，經(jīng)由光電隔離模塊進行光電隔離后，通過信號整形濾波模塊對輸入信號整形、濾波后，輸出可以接收的數(shù)字信號至信號采集模塊，該信號采集模塊對數(shù)據(jù)起始位進行檢測、采集數(shù)據(jù)、確定正向極性或反向極性的數(shù)據(jù)采集模式，并將處理后的數(shù)據(jù)通過自身所帶的微機串口發(fā)送給微機。一種船舶NAME0183輸入信號極性自適應(yīng)方法，包括以下步驟
步驟1 外圍設(shè)備輸出信號通過NAME0183輸入信號接入端，經(jīng)由光電隔離模塊進行光電隔離以及信號整形濾波模塊對輸入信號整形、濾波后，輸出可以接收的數(shù)字信號至信號采集模塊，該信號采集模塊通過內(nèi)部可編程器件IO 口的上升沿中斷或下降沿中斷功能檢測起始位，上電默認為正向極性的數(shù)據(jù)采集模式，有效起始位為低電平，設(shè)置下降沿中斷；
步驟2 當(dāng)檢測到有效起始位后，信號采集模塊關(guān)閉起始位檢測功能開始采集數(shù)據(jù)，每間隔一個位的傳輸時間，根據(jù)所確定的數(shù)據(jù)采集模式采集一位數(shù)據(jù)，若為正向極性的數(shù)據(jù)采集模式時，高電平表示數(shù)據(jù)為1，低電平表示數(shù)據(jù)為0，若為反向極性的數(shù)據(jù)采集模式時， 高電平表示數(shù)據(jù)為0，低電平表示數(shù)據(jù)為1 ；重復(fù)本步驟直到完成1個字節(jié)8位數(shù)據(jù)的采集；步驟3 返回步驟2采集1位停止位，若為正向極性數(shù)據(jù)采集模式時，高電平為有效停止位，若為反向極性數(shù)據(jù)采集模式時，低電平為有效停止位，若采集的停止位有效，則將數(shù)據(jù)采集計數(shù)值加1，并將數(shù)據(jù)發(fā)送到微機串口 ；如果步驟2所采集到的1個字節(jié)的數(shù)據(jù)值大于0x7F或者停止位無效時，則數(shù)據(jù)采集錯誤計數(shù)值加1 ；
步驟4 每間隔閾值時間，對數(shù)據(jù)采集錯誤計數(shù)值和數(shù)據(jù)采集計數(shù)值進行處理，當(dāng)數(shù)據(jù)采集錯誤計數(shù)值占到數(shù)據(jù)采集計數(shù)值的比例達到閾值時，判定外圍設(shè)備輸出信號的輸入方式與當(dāng)前數(shù)量采集模式相反，更改為反向極性的數(shù)據(jù)采集模式，對應(yīng)地將有效起始位檢測更改為上升沿中斷，高電平為有效停止位，并將數(shù)據(jù)采集錯誤計數(shù)值和數(shù)據(jù)采集計數(shù)值清零；
步驟5 重復(fù)步驟1到步驟4，直至數(shù)據(jù)傳輸完畢。本發(fā)明采用了上述技術(shù)方案后，使得用戶再將外圍設(shè)備信號接口接入微機時，不需要考慮接入信號的極性，操作更為便利，大大降低的技術(shù)支持部門的工作量，提高了產(chǎn)品競爭力。


圖1為傳統(tǒng)船舶NAME0183輸入信號接口裝置的工作原理圖2為本發(fā)明船舶NAME0183輸入信號極性自適應(yīng)接口裝置的工作原理圖； 圖3為本發(fā)明中正向極性時一個字節(jié)的數(shù)據(jù)格式； 圖4為本發(fā)明中反向極性時一個字節(jié)的數(shù)據(jù)格式。以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步詳述。
具體實施例方式如圖2所示，本發(fā)明一種船舶NAMEO183輸入信號極性自適應(yīng)接口裝置，主要包括 NAME0183輸入信號接入端1、光電隔離模塊2、信號整形濾波模塊3、信號采集模塊4和微機串口 5，外圍設(shè)備信號接口在不需要區(qū)分信號正負極的情況下，輸出信號至NAME0183輸入信號接入端1，經(jīng)由光電隔離模塊2進行光電隔離后，通過信號整形濾波模塊3對輸入信號整形、濾波后，輸出可以接收的數(shù)字信號至信號采集模塊4，該信號采集模塊4根據(jù)船載導(dǎo)航設(shè)備輸出信息都是可見的ASCII碼的特點，對數(shù)據(jù)起始位進行檢測、采集數(shù)據(jù)、確定正向極性或反向極性的數(shù)據(jù)采集模式，并將處理后的數(shù)據(jù)通過自身所帶的微機串口 5發(fā)送給微機，不管外接輸入信號是正接還是反接，使微機都可以得到正確的信息。當(dāng)NAMEO183輸入信號接入端1正向接輸入信號時，即NAMEO183輸入信號接入端 1的A端接NAME0183+，B端接NAME0183-，經(jīng)過光電隔離模塊2光耦隔離后輸出，再經(jīng)過信號整形濾波模塊3整形、濾波、反向后輸出，此時，正向接入輸入信號經(jīng)過兩次的反向后是正向信號，信號采集模塊4按照正常方式對信號進行采集后再發(fā)送至微機串口 5。當(dāng)NAMEO183輸入信號接入端1反向接輸入信號時，即NAMEO183輸入信號接入端 1的A端接NAME0183+，B端接NAME0183-，經(jīng)過光電隔離模塊2光耦隔離、信號整形濾波模塊3整形濾波后，輸出反向信號，信號采集模塊4按照跟正常情況相反的方式對信號進行采集后再發(fā)送至微機串口 5。所述的信號采集模塊4主要完成四大功能數(shù)據(jù)起始位的檢測、采集數(shù)據(jù)、正向或反向數(shù)據(jù)采集方式的確定、數(shù)據(jù)發(fā)送。如圖3所示為正向極性時一個字節(jié)的數(shù)據(jù)格式，起始位為低電平，8位數(shù)據(jù)為正向邏輯(即高電平為1，低電平為0)；停止位和空閑狀態(tài)均為高電平；利用可編程器的下降沿中斷功能檢測起始位(低電平)；檢測到有效的起始位后每間隔一個位的傳輸時間就采集一位數(shù)據(jù)，比如波特率4800的速度進行接收，則檢測到起始位后每間隔208US (即 1000000/4800us)采集一位數(shù)據(jù)，采集完8位數(shù)據(jù)后確認停止位，至此，一個字節(jié)的采集完成。如圖4所示反向極性時一個字節(jié)的數(shù)據(jù)格式，與正向極性剛好相反，起始位為高電平，8位數(shù)據(jù)為負邏輯(即高電平為0，低電平為1)；停止位和空閑狀態(tài)均為低電平；利用可編程器的上升沿中斷功能檢測起始位(高電平)；檢測到有效的起始位后每間隔一個位的傳輸時間就采集一位數(shù)據(jù)(注意，此時是負邏輯)，比如波特率4800的速度進行接收，則檢測到起始位后每間隔208us (即1000000/4800US)采集一位數(shù)據(jù)，采集完8位數(shù)據(jù)后確認停止位是否有效，至此，一個完整字節(jié)的數(shù)據(jù)采集完成。當(dāng)數(shù)據(jù)采集方式與極性接入相反時，由于起始位觸發(fā)的時刻不正確，數(shù)據(jù)位及停止位均與原數(shù)據(jù)位及停止位不對應(yīng)，根據(jù)船載外圍設(shè)備輸出信號均可見ASCII碼(即數(shù)據(jù)小于0x80)的特點，一個字節(jié)采集完成后對非可見ASCII碼及錯誤停止位進行計數(shù)，在一定時間內(nèi)，當(dāng)錯誤總數(shù)占接收字符總數(shù)達一定比例時即可判定為反向極性，切換數(shù)據(jù)采集方式艮口可。本發(fā)明一種船舶NAME0183輸入信號極性自適應(yīng)方法，主要包括以下步驟
步驟1 外圍設(shè)備輸出信號通過NAME0183輸入信號接入端1，經(jīng)由光電隔離模塊2進行光電隔離、以及信號整形濾波模塊3對輸入信號整形、濾波后，輸出可以接收的數(shù)字信號至信號采集模塊4，該信號采集模塊4通過內(nèi)部可編程器件IO 口的上升沿中斷或下降沿中斷功能檢測起始位，上電默認為正向極性的數(shù)據(jù)采集模式，有效起始位為低電平，設(shè)置下降沿中斷；
步驟2 當(dāng)檢測到有效起始位后，信號采集模塊4關(guān)閉起始位檢測功能開始采集數(shù)據(jù)， 每間隔一個位的傳輸時間(若波特率為4800時，一個位的傳輸時間為208. :3uS)，根據(jù)所確定的數(shù)據(jù)采集模式采集一位數(shù)據(jù)，若為正向極性的數(shù)據(jù)采集模式時，高電平表示數(shù)據(jù)為1， 低電平表示數(shù)據(jù)為0，若為反向極性的數(shù)據(jù)采集模式時，高電平表示數(shù)據(jù)為0，低電平表示數(shù)據(jù)為1 ；重復(fù)本步驟直到完成1個字節(jié)8位數(shù)據(jù)的采集；
步驟3 返回步驟2采集1位停止位，若為正向極性數(shù)據(jù)采集模式時，高電平為有效停止位，若為反向極性數(shù)據(jù)采集模式時，低電平為有效停止位，若采集的停止位有效，則意味著完成一個完整字節(jié)數(shù)據(jù)的采集，將數(shù)據(jù)采集計數(shù)值加1，并將數(shù)據(jù)通過可編程器件自身所帶串口發(fā)送數(shù)據(jù)到微機串口 5 ；如果步驟2所采集到的1個字節(jié)的數(shù)據(jù)值大于0x7F(跟0x80 進行與運算，計算結(jié)果為0x80，或者減去0x7F，計算結(jié)果大于0，即為數(shù)據(jù)值大于0x7F)，或者采集的停止位無效時，則數(shù)據(jù)采集錯誤計數(shù)值加1 ；
步驟4:每間隔閾值時間nTime(lS)，對數(shù)據(jù)采集錯誤計數(shù)值和數(shù)據(jù)采集計數(shù)值進行處理，當(dāng)數(shù)據(jù)采集錯誤計數(shù)值占到數(shù)據(jù)采集計數(shù)值的比例達到閾值N (3%)時，即可判定外圍設(shè)備輸出信號的輸入方式與當(dāng)前數(shù)量采集模式相反，更改為反向極性的數(shù)據(jù)采集模式，并將有效起始位檢測更改為上升沿中斷，高電平為有效停止位，并將數(shù)據(jù)采集錯誤計數(shù)值和數(shù)據(jù)采集計數(shù)值清零；
步驟5 重復(fù)步驟1到步驟4，直至數(shù)據(jù)傳輸完畢。
以上所述，僅是本發(fā)明較佳實施例而已，并非對本發(fā)明的技術(shù)范圍作任何限制，故凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何細微修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種船舶NAME0183輸入信號極性自適應(yīng)接口裝置，其特征在于包括NAME0183輸入信號接入端、光電隔離模塊、信號整形濾波模塊、信號采集模塊和微機串口，外圍設(shè)備信號接口在不需要區(qū)分信號正負極的情況下，輸出信號至NAME0183輸入信號接入端，經(jīng)由光電隔離模塊進行光電隔離后，通過信號整形濾波模塊對輸入信號整形、濾波后，輸出可以接收的數(shù)字信號至信號采集模塊，該信號采集模塊對數(shù)據(jù)起始位進行檢測、采集數(shù)據(jù)、確定正向極性或反向極性的數(shù)據(jù)采集模式，并將處理后的數(shù)據(jù)通過自身所帶的微機串口發(fā)送給微機。
2.一種船舶NAME0183輸入信號極性自適應(yīng)方法，其特征在于主要包括以下步驟 步驟1 外圍設(shè)備輸出信號通過NAME0183輸入信號接入端，經(jīng)由光電隔離模塊進行光電隔離以及信號整形濾波模塊對輸入信號整形、濾波后，輸出可以接收的數(shù)字信號至信號采集模塊，該信號采集模塊通過內(nèi)部可編程器件IO 口的上升沿中斷或下降沿中斷功能檢測起始位，上電默認為正向極性的數(shù)據(jù)采集模式，有效起始位為低電平，設(shè)置下降沿中斷；步驟2 當(dāng)檢測到有效起始位后，信號采集模塊關(guān)閉起始位檢測功能開始采集數(shù)據(jù)，每間隔一個位的傳輸時間，根據(jù)所確定的數(shù)據(jù)采集模式采集一位數(shù)據(jù)，若為正向極性的數(shù)據(jù)采集模式時，高電平表示數(shù)據(jù)為1，低電平表示數(shù)據(jù)為0，若為反向極性的數(shù)據(jù)采集模式時， 高電平表示數(shù)據(jù)為0，低電平表示數(shù)據(jù)為1 ；重復(fù)本步驟直到完成1個字節(jié)8位數(shù)據(jù)的采集； 步驟3 返回步驟2采集1位停止位，若為正向極性數(shù)據(jù)采集模式時，高電平為有效停止位，若為反向極性數(shù)據(jù)采集模式時，低電平為有效停止位，若采集的停止位有效，則將數(shù)據(jù)采集計數(shù)值加1，并將數(shù)據(jù)發(fā)送到微機串口 ；如果步驟2所采集到的1個字節(jié)的數(shù)據(jù)值大于0x7F或者停止位無效時，則數(shù)據(jù)采集錯誤計數(shù)值加1 ；步驟4 每間隔閾值時間，對數(shù)據(jù)采集錯誤計數(shù)值和數(shù)據(jù)采集計數(shù)值進行處理，當(dāng)數(shù)據(jù)采集錯誤計數(shù)值占到數(shù)據(jù)采集計數(shù)值的比例達到閾值時，判定外圍設(shè)備輸出信號的輸入方式與當(dāng)前數(shù)量采集模式相反，更改為反向極性的數(shù)據(jù)采集模式，對應(yīng)地將有效起始位檢測更改為上升沿中斷，高電平為有效停止位，并將數(shù)據(jù)采集錯誤計數(shù)值和數(shù)據(jù)采集計數(shù)值清零；步驟5 重復(fù)步驟1到步驟4，直至數(shù)據(jù)傳輸完畢。
全文摘要
本發(fā)明一種船舶NAME0183輸入信號極性自適應(yīng)方法及接口裝置，包括NAME0183輸入信號接入端、光電隔離模塊、信號整形濾波模塊、信號采集模塊和微機串口，外圍設(shè)備信號接口在不需要區(qū)分信號正負極的情況下，輸出信號至NAME0183輸入信號接入端，經(jīng)由光電隔離模塊進行光電隔離后，通過信號整形濾波模塊對輸入信號整形、濾波后，輸出可以接收的數(shù)字信號至信號采集模塊，該信號采集模塊對數(shù)據(jù)起始位進行檢測、采集數(shù)據(jù)、確定正向極性或反向極性的數(shù)據(jù)采集模式，并將處理后的數(shù)據(jù)通過自身所帶的微機串口發(fā)送給微機，使得用戶再將外圍設(shè)備信號接口接入微機時，不需要考慮接入信號的極性，操作更為便利，大大降低的技術(shù)支持部門的工作量，提高了產(chǎn)品競爭力。
文檔編號G06F13/40GK102402495SQ20111027138
公開日2012年4月4日 申請日期2011年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月14日
發(fā)明者劉開繁, 李海博, 陳超 申請人:廈門新諾科技有限公司