GPS定位系统在新型船舶车钟记录仪的应用研究

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图 1 驾驶室车钟 Fig. 1 Clock of cab
完车。备车是指除定速航行外的状态；定速航行是指 船舶在海上以稳定速度航行的状态；完车是指无需用 车的状态。三者同样具有唯一有效性。
如果主机无法在有效时间内完成换向，那么操控 面板上 Wrong Way 指示灯亮，也就是控制面板发起换 向失败报警。紧急停止命令可以由船舶上 3 个位置随 时发出，当收到时，主机将立刻停止转动。
控制面板上面安置了 3 个控制船舶推进系统的按 键，分别是 Bridge，Ecr，Local。三者具有唯一有效 性。3 个按键供任何有权限的地方使用，如果某个地 方按下按键，那么将进入等待应答状态，集控室和机 旁负责处理这些请求。其中，车钟起到连接和决定的 作用。只有当相应位置的指示灯全亮，并且蜂鸣器不 响时，才能完成一次的控制请求操作。其中，驾驶室 拥有控制权时，驾驶员无需向集控室发送请求就可操 作船舶航向，否则需要向集控室或者机旁发送请求， 当集控室或者机旁应答后才可以操作船舶航向。
但是，传统的船舶车钟记录仪的缺陷较为明显， 比如实时性及连续性差[3 – 4]。为了克服这些缺点，本文 将 GPS 定位系统应用于船舶车钟记录仪之中，从而实 现实时持续记录车钟、航迹及操舵信令等功能。
1 船舶车钟系统与 GPS 定位
1.1 船舶车钟系统的组成[5] 本系统采用了单片机设计，单片机具有：低存储
实际设计时，由于有很多设备连接到 CAN 总线 上，所以需要设置屏蔽，以过滤掉不需要的通信。设 计的时候，将车钟的 3 个部分设置 3 个标识符，并且 配备相应的寄存器来识别车钟的有效数据。从而可以 提高效率及减少干扰。设置驾驶室、集控室及机旁识 别码从第 3 位到第 10 位依次设置为 0x5b、0x6b 及 0x7b，验收寄存器和屏蔽寄存器分别对应着 0x4b 和 0x30。
Research on the application of GPS positioning system in new type of ship's bell recorder
ZHAO Heng, LI Hui-hui (Zhengzhou Vocational University of Information and Technology, Zhengzhou 450008, China)
舶自动化的发展，本文基于 GPS 全球定位技术，设计一种应用于新型船舶的车钟记录仪。
Hale Waihona Puke 关键词：GPS；船舶车钟记录仪；船舶自动化；无纸记录
中图分类号：U665.26 文献标识码：A
文章编号： 1672 – 7649(2017)8A – 0184 – 03
doi：10.3404/j.issn.1672 – 7649.2017.8A.062
占用、指令系统简洁、性价比高、可靠性高及易于研 发等。
船舶车钟系统共分为驾驶室车钟、机旁车钟及集 控室车钟 3 个部分。不同车钟的控制面板各不相同， 根据功能配备相应的主机操作命令[6]。如图 1 所示，是 一种驾驶室车钟。可以看出其主要由手柄、指示灯及 蜂鸣器等组成。通过调节手柄可以控制船舶进行不同 的操作。
船舶车钟系统不同部分的设计有所区别。驾驶室 的设计流程为：1）首先进行系统的初始化；2）测试 指示灯显示是否正常；3）测试发送信息；4）查询按 键值；5）判断按键；6）采集模拟量；7）量化成档位 值；8）判断计数值是否达到 100，如果达到，则显示 指示灯，否则进行下一步；9）发送线路标志判断线路 是否正常；10）返回步骤 4。
辅车钟对应的 3 个功能分别为备车、定速航行及
收稿日期: 2017 – 06 – 05 基金项目: 2014 年河南省科技厅科技攻关项目(6530) 作者简介: 赵恒(1980 – )，男，硕士，讲师，主要研究方向为嵌入式物联网开发。
第 39 卷
赵 恒，等：GPS 定位系统在新型船舶车钟记录仪的应用研究
第 39 卷 第 8A 期 2017 年 8 月
舰船科学技术 SHIP SCIENCE AND TECHNOLOGY
Vol. 39, No. 8A Aug. , 2017
GPS 定位系统在新型船舶车钟记录仪的应用研究
赵 恒，李慧慧 (郑州信息科技职业学院，河南 郑州 450008)
摘 要: 随着造船和海上交通运输的发展，为了节约能量、提高效率以及安全航行，船舶自动化已成为发展 趋势。船舶车钟记录仪是船舶控制系统的重要组成部分，起到连接驾驶舱和机舱的关键作用。为了使其能够匹配船
Key words: GPS；ship clock recorder；ship automation；paperless recording
0 引 言
为了节约能量、增强航行安全以及提高船舶效 率，越来越多的船舶开始配备自动化系统[1]。其中， 一个关键的部分是机舱的自动化。船舶车钟记录仪又 是船舶中负责连接机舱与驾驶舱的通信通道，其不仅 可以起到传令车钟的作用，而且还可以作为应急传令 钟，是机舱自动化必要的一环[2]。
Abstract: With the development of shipbuilding and maritime transport, and in order to save energy, improve efficiency and sail safely, ship automation has become a development trend. The ship clock recorder is an important part of the ship control system, which plays a key role in connecting the cockpit and the cabin. In order to make it match the development of ship automation, this paper designs a car clock recorder for new ship based on GPS global positioning technology.