一种多总线兼容的数据交换中心板论文和设计-刘洋

全文摘要

本实用新型公开了一种多总线兼容的数据交换中心板，属于无人船舶技术领域。包括两块相连的PCB板，核心控制模块、各类总线收发模块、图像处理模块集成在在一块PCB板上，各类物理接口模块集成在另一块PCB板上；核心控制模块与各类总线收发模块、图像处理模块连接，各类总线收发模块与各类物理接口模块中的对应接口连接。本实用新型将数据交换中心板作为船体主控制器与分控器的中间件，经过核心控制模块的转换，所有分控器不必要考虑总线接口问题，通过该数据中心板直接挂载，实现多类型总线的兼容；经过核心控制模块的分享，各分控制器之间可以不经过船体主控制器，实现数据交换分享，使得整个系统更加便捷快速。

设计方案

1.一种多总线兼容的数据交换中心板，其特征在于，所述数据交换中心板包括两块相连的PCB板，其中，

核心控制模块、各类总线收发模块、图像处理模块集成在一块PCB板上，各类物理接口模块集成在另一块PCB板上；核心控制模块与各类总线收发模块、图像处理模块连接，各类总线收发模块与各类物理接口模块中的对应接口连接。

2.如权利要求1所述的数据交换中心板，其特征在于，所述核心控制模块，接收各类总线收发模块发送的数据，将其转换后发送给对应的总线收发模块或者船体主控制器；接收图像处理模块发送的图像数据，并发送给船体主控制器。

3.如权利要求1所述的数据交换中心板，其特征在于，所述各类总线收发模块包括：以太网收发模块、CAN收发模块、485收发模块、4G\/5G收发模块、WIFI收发模块、USB收发模块、LIN收发模块、232收发模块、无线收发模块。

4.如权利要求3所述的数据交换中心板，其特征在于，将无线收发模块与物理接口模块集成在同一块PCB板上，其余的各类总线收发模块与核心控制模块、图像处理模块集成在同一块PCB板上。

5.如权利要求1所述的数据交换中心板，其特征在于，所述图像处理模块，实现对图像数据进行处理。

6.如权利要求1所述的数据交换中心板，其特征在于，所述物理接口模块包括：各类型的物理接口，实现总线收发模块与分控制器的连接。

设计说明书

技术领域

本实用新型属于无人船舶技术领域，更具体地，涉及一种多总线兼容的数据交换中心板。

背景技术

随着现在对于海洋的开发，无人船舶技术的使用越来越频繁。船载特殊传感器以及各类型的分控制器所用到的总线各种各样。为了匹配各类型的总线，对于船舶各类型控制的设计以及船舶空间设计要求更加严格。不同类型的船体，往往船体之间的通许总线协议不一致，导致船体之间的通讯失败，数据交换不成功，给应用带来了不必要的麻烦。

实用新型内容

针对现有技术的缺陷，本实用新型的目的在于解决现有技术无人船舶多总线无法兼容的技术问题。

为实现上述目的，第一方面，本实用新型实施提供了一种多总线兼容的数据交换中心板，所述数据交换中心板包括两块相连的PCB板，其中，

核心控制模块、各类总线收发模块、图像处理模块集成在在一块PCB板上，各类物理接口模块集成在另一块PCB板上；核心控制模块与各类总线收发模块、图像处理模块连接，各类总线收发模块与各类物理接口模块中的对应接口连接。

具体地，所述核心控制模块，接收各类总线收发模块发送的数据，将其转换后发送给对应的总线收发模块或者船体主控制器；接收图像处理模块发送的图像数据，并发送给船体主控制器。

具体地，所述各类总线收发模块包括：以太网收发模块、CAN收发模块、485收发模块、4G\/5G收发模块、WIFI收发模块、USB收发模块、LIN收发模块、232收发模块、无线收发模块。

具体地，将无线收发模块与物理接口模块集成在同一块PCB板上，其余的各类总线收发模块与核心控制模块、图像处理模块集成在在同一块PCB板上。

具体地，所述图像处理模块，实现对图像数据进行处理。

具体地，所述物理接口模块包括：各类型的物理接口，实现总线收发模块与分控制器的连接。

总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：

1.本实用新型将数据交换中心板作为船体主控制器与分控器的中间件，经过核心控制模块的转换，所有分控器不必要考虑总线接口问题，通过该数据中心板直接挂载，实现多类型总线的兼容；经过核心控制模块的分享，各分控制器之间可以不经过船体主控制器，实现数据交换分享，使得整个系统更加便捷快速。当船体需要扩展一个功能，但是该功能模块与船体总控制器总线不匹配，此时，经过核心控制模块的转换，可以将功能模块直接挂在到船体总控制器总线上，无需重新设计船体总控制器。

2.本实用新型由于数据中心板体积较小，相比较于船体主控制器而言，占用的空间很小，可以实现多级数据中心板的叠加，使得在加强控制功能的前提下，对于空间的占用没有很大的改变。且可安装在船体的任意可安装的位置，对于船体内部走线设计带来了极大的方便，同时也给船体的设计带来了一定的便利。

附图说明

图1为本实用新型实施提供的一种多总线兼容的数据交换中心板结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，一种多总线兼容的数据交换中心板，所述数据交换中心板包括两块相连的PCB板，其中，

所述核心控制模块，接收各类总线收发模块发送的数据，将其转换后发送给对应的总线收发模块或者船体主控制器；接收图像处理模块发送的图像数据，并发送给船体主控制器。

核心控制模块采用ST公司的STM32F407ZGT6,其主频达到168 MHZ，处理多个协议数据的转换速度快；其有6路串口、2路CAN、2个以太网接口等，这些接口能够配合各类总线收发模块，进行协议转换生成各种类型的数据。总线数据的转换过程，例如，以太网收发模块给核心控制模块发送遵循TCP\/IP协议的数据，经核心控制模块转换为CAN协议数据后，发送给CAN收发模块。核心控制模块还用于存储各分控制器上传的数据。核心控制模块还用于对采集到的数据进行滤波处理，处理掉因为脉冲干扰等原因产生的数据。

所述各类总线收发模块包括：以太网收发模块、CAN收发模块、485收发模块、4G\/5G收发模块、WIFI收发模块、USB收发模块、LIN收发模块、232收发模块、无线收发模块等常用总线模块。

所述图像处理模块，实现接收摄像头、红外等设备采集的图像数据，对图像数据进行处理，例如，图像增强、滤波等。

所述物理接口模块包括：各类型的物理接口，例如，RJ45、KF301、USB，实现分控制器与总线收发模块的连接。

优选地，由于无线收发模块对LIN收发模块、232收发模块、以太网收发模块的数据有干扰，因此，可以将无线收发模块与物理接口模块集成在同一块PCB板上。

船体主控制器主要用于监控各种数据和状态和控制各类驱动装置，并在异常时发出警示并对船体做出相应的指示动作。分控器用于处理船载传感器采集的数据。数据交换中心板作为船体主控制器与分控器的中间件，经过核心控制模块的转换，所有分控器不必要考虑总线接口问题，通过该数据中心板直接挂载，实现多类型总线的兼容；经过核心控制模块的分享，各分控制器之间可以不经过船体主控制器，实现数据交换分享，使得整个系统更加便捷快速。当船体需要扩展一个功能，但是该功能模块与船体总控制器总线不匹配，此时，经过核心控制模块的转换，可以将功能模块直接挂在到船体总控制器总线上，无需重新设计船体总控制器。

由于各类总线收发模块和图像处理模块的数据是直接与核心控制模块对接，需要尽量减小这两个模块到核心控制模块的距离，因此，这三个模块放在一块板上，可减少数据传输的损耗。物理接口通常体积较大，因此，单独放在另一块板上，以减小据交换中心板的面积。

数据中心板由于体积较小，相比较于船体主控制器而言，占用的空间很小，可以实现多级数据中心板的叠加，使得在加强控制功能的前提下，对于空间的占用没有很大的改变。且可安装在船体的任意可安装的位置，对于船体内部走线设计带来了极大的方便，同时也给船体的设计带来了一定的便利。

以上，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

设计图

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