艦艇集成功能顯控臺的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種用于在艦艇上實現(xiàn)強實時操控切換需求的艦艇集成功能顯控臺。
【背景技術(shù)】
[0002]目前現(xiàn)代化艦艇上不同類型和各種業(yè)務(wù)功能的機電操控系統(tǒng)日益增多；根據(jù)系統(tǒng)功能和性能的要求，各種機電操控功能系統(tǒng)通過艦艇常規(guī)功能顯控臺來實現(xiàn)對其系統(tǒng)的常規(guī)控制。參見圖2，現(xiàn)有的艦艇常規(guī)功能顯控臺包括界面顯示模塊、人機交互模塊、常規(guī)功能CPCI計算機、顯控臺體，界面顯示模塊主要是顯控臺主顯示器、副顯示器，人機交互模塊主要是顯控臺的標準鍵盤、可編程觸摸鍵盤、操縱桿等設(shè)備，常規(guī)功能CPCI計算機是常規(guī)功能顯控臺的CPCI接口加固計算機。
[0003]現(xiàn)有的艦艇常規(guī)功能顯控臺一般限于完成系統(tǒng)自身特定功能，對多個功能業(yè)務(wù)系統(tǒng)的操控通常要通過多個艦艇常規(guī)功能顯控臺來完成；當想要某一顯控臺既具備自身系統(tǒng)控制，又兼顧對其他功能業(yè)務(wù)系統(tǒng)的操縱和控制，以及還能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)之間的操控切換時，則需要通過系統(tǒng)集成技術(shù)來解決。
[0004]系統(tǒng)集成技術(shù)實現(xiàn)顯控臺集成操控一般有以下方式:
[0005]一是通過在某一艦艇常規(guī)功能顯控臺中直接再加裝一套控制主機和一套操控終端，然后通過兩套控制主機和操控終端互斥式的開關(guān)機來實現(xiàn)功能集成和操控切換。這種方式對于系統(tǒng)操控以及切換即時性無法保證，而且易形成人員、設(shè)備的浪費和累贅。方式一實現(xiàn)功能切換操作響應(yīng)時間大于10s。
[0006]二是通過某一艦艇常規(guī)功能顯控臺與各系統(tǒng)相關(guān)艦艇常規(guī)功能顯控臺間建立網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議和信息接口轉(zhuǎn)化來實現(xiàn)系統(tǒng)功能集成。該集成方式基本不需要加裝硬件，但由于網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)牟淮_定性，以及多臺計算機處理、軟件算法等多種因素影響，同樣無法保證系統(tǒng)操控以及切換的即時性。方式二通過計算機軟件實現(xiàn)弱實時切換，切換時間取決于多臺計算機處理能力、軟件算法效率、網(wǎng)絡(luò)通訊不確定性、人為按鍵選擇延時等因素，實現(xiàn)整個功能切換操作響應(yīng)時間可能花費l_2s也可能花費更長時間。
[0007]隨著艦艇上功能需求的日益增長，艦載顯控臺的數(shù)量也不斷增多，受到艦艇空間、環(huán)境等條件約束，現(xiàn)有的集成方式已不能滿足需要。因此，我們迫切需要一種新的艦艇集成功能顯控臺。
【實用新型內(nèi)容】
[0008]本實用新型的目的在于提供一種能在艦艇上實現(xiàn)強實時操控需求的艦艇集成功能顯控臺。
[0009]本實用新型是通過在顯控臺中裝備操控切換裝置、加裝一套控制主機以及共用操控終端，然后通過操控切換單元和切換信號處理單元對控制主機和操控終端操控切換來實現(xiàn)功能集成。
[0010]本實用新型是這樣實現(xiàn)的:
[0011]一種艦艇集成功能顯控臺，它包括艦艇常規(guī)功能顯控臺、操控切換單元、切換信號處理單元、操控終端單元、集成功能CPCI計算機，
[0012]所述操控切換單元分別與艦艇常規(guī)功能顯控臺、切換信號處理單元、操控終端單元、集成功能CPCI計算機連接；
[0013]所述切換信號處理單元與艦艇常規(guī)功能顯控臺連接；
[0014]所述艦艇常規(guī)功能顯控臺與集成功能CPCI計算機連接；
[0015]所述操控終端單元與艦艇常規(guī)功能顯控臺連接。
[0016]按上述方案，所述操控切換單元包括依次相連的功能切換按鍵、組合開關(guān)、航空接插件；
[0017]所述組合開關(guān)包括2個單聯(lián)單控開關(guān)和2個選擇開關(guān)。
[0018]按上述方案，所述切換信號處理單元包括加固1功能板；
[0019]所述加固1功能板包括2個RS-422標準串行接口、2個SWT接口、VCC接口、GND接口、4個RS-232標準串行接口 ；
[0020]所述2個RS-422標準串行接口、2個SWT接口與操控切換單元連接，所述4個RS-232標準串行接口與艦艇常規(guī)功能顯控臺的常規(guī)功能CPCI計算機連接。
[0021]按上述方案，所述集成功能CPCI計算機設(shè)有12個模塊槽位，每個模塊通過CPCI底板接口標準總線實現(xiàn)內(nèi)部通訊。
[0022]按上述方案，所述集成功能CPCI計算機包括CPU主處理模塊、雙冗余網(wǎng)絡(luò)模塊、電源模塊、顯示處理模塊、串口通訊模塊，所述CPU主處理模塊、雙冗余網(wǎng)絡(luò)模塊、電源模塊、顯示處理模塊、串口通訊模塊通過CPCI底板接口標準總線實現(xiàn)內(nèi)部通訊。
[0023]操控還未啟動切換時，操控終端單元連接操控切換單元，并通過操控切換單元與艦艇常規(guī)功能顯控臺以操控數(shù)據(jù)通道實現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊，而后者提供其操控供電。此時切換信號處理單元將操控切換控制信號設(shè)置缺省狀態(tài)。艦艇常規(guī)功能顯控臺與集成功能CPCI計算機通過網(wǎng)絡(luò)進行信息反饋及同步。
[0024]當操控啟動切換時，操控切換單元進行操控數(shù)據(jù)通道切換，操控終端單元操控數(shù)據(jù)切換傳遞給集成功能CPCI計算機；同時將操控切換控制信號傳遞給切換信號處理單元，切換信號處理單元處理操控切換信號后，反饋輸出給艦艇常規(guī)功能顯控臺，操控終端單元數(shù)據(jù)傳輸和控制立即切換，顯控臺最終實現(xiàn)集成功能CPCI計算機與艦艇常規(guī)功能顯控臺的操控切換。
[0025]本實用新型通過人工操作操控切換單元的功能切換按鍵，功能切換按鍵未啟動時，組合開關(guān)選擇默認檔位，信號經(jīng)航空接插件的專用接插電纜接通常規(guī)功能CPCI計算機；功能切換按鍵一旦啟動，組合開關(guān)直接接駁選擇切換檔位，操控切換信號傳遞給切換信號處理單元，操控切換信號經(jīng)航空接插件的專用接插電纜接口接通集成功能CPCI計算機。本實用新型能實現(xiàn)強實時的功能切換，功能切換按鍵最大可以支持不小于5次/s (秒)頻率的連續(xù)擊鍵，每次功能切換可以實現(xiàn)切換操作響應(yīng)時間小于200ms (毫秒)，這是因為實現(xiàn)功能切換操作響應(yīng)時間主要只有人為按鍵切換操作時間，其它切換延遲因素影響較小。
[0026]所述的操控切換單元為組合功能單元，具有帶自鎖保護裝置的功能切換按鍵、組合開關(guān)、航空接插件等，裝置具有快速控接和分離，體積小，可靠性高等特點，且經(jīng)YMG專用接插電纜接口連接。該單元是開關(guān)觸點信號操控裝置，也是實現(xiàn)操控切換命令輸入的核心單元，承擔了顯控臺集成功能之間操縱控制切換任務(wù)，具備結(jié)構(gòu)精簡、可靠性高、切換實時性強的特點。
[0027]本實用新型運用信息通道實現(xiàn)操控數(shù)據(jù)和控制信號分離傳輸，設(shè)計操控切換單元硬件接駁通道方式完成數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r切換，同時通過切換信號處理單元等將控制信號傳遞至CPCI計算機，實現(xiàn)集成功能CPCI計算機與艦艇常規(guī)功能顯控臺的操控切換。
[0028]本實用新型具有強實時操縱控制功能切換的特點，且不依賴于復(fù)雜的電器系統(tǒng)轉(zhuǎn)換，有效克服計算機軟件操控切換非實時等問題，較好實現(xiàn)艦艇顯控臺集成操控功能；本實用新型占用空間小、適應(yīng)性強、加改裝方便，可廣泛應(yīng)用于各型軍、警艦艇、公務(wù)艦船及民用船艇多系統(tǒng)操控集成。
【附圖說明】
[0029]圖1為本實用新型艦艇集成功能顯控臺的結(jié)構(gòu)框圖。
[0030]圖2為艦艇常規(guī)功能顯控臺的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]圖3為艦艇常規(guī)功能顯控臺的工作原理圖。
[0032]圖4為操控切換單元的工作原理圖。
[0033]圖5為切換信號處理單元的工作原理圖。
[0034]圖6為操控終端單元的工作原理圖。
[0035]圖7為集成功能CPCI計算機的工作原理圖。
[0036]圖中:1、界面顯示模塊，2、人機交互模塊，3、常規(guī)功能CPCI計算機，4、顯控臺體，
5、附件。
【具體實施方式】
[0037]下面結(jié)合附圖對本實用新型做進一步的說明。
[0038]參見圖1-圖7，一種艦艇集成功能顯控臺，它包括艦艇常規(guī)功能顯控臺、集成功能CPCI計算機、切換信號處理單元、操控終端單元和操控切換單元。
[0039]所述艦艇常規(guī)功能顯控臺包括界面顯示模塊1、人機交互模塊2、常規(guī)功能CPCI計算機3、顯控臺體4、附件5，界面顯示模塊實現(xiàn)常規(guī)功能CPCI計算機3視頻接口顯示，界面顯示模塊I的主副顯示器為加固型20.1〃的TFT-1XD顯示器，用于常規(guī)功能CPCI計算機各種功能的單屏或多屏顯示，圖形分辨率為1600X 1200@60Ηζ，支持VGA接口和DVI接口兩種信號輸入，具有體積小、重量輕、耗電省、高可靠性、電磁兼容性好等特性，能夠工作于艦艇復(fù)雜電子和電磁環(huán)境。人機交互模塊2的全部設(shè)備均采用USB接口與常規(guī)功能CPCI計算機3進行數(shù)據(jù)通訊，均采用艦艇定型硬件部件，實現(xiàn)人機交互操作信息通訊。常規(guī)功能CPCI計算機3是艦艇常規(guī)功能顯控臺功能運行和信息處理的核心部件，以CPCI接口總線標準為基礎(chǔ)底板，其高度為6