用于船舶的信号输入输出模块制造技术

本发明专利技术公开了一种用于船舶的信号输入输出模块。其包括处理器子模块、输入输出子模块和供电子模块。处理器子模块包括处理器芯片；输入输出子模块包括N个输入输出接口单元，每个输入输出接口单元耦连至处理器芯片；供电子模块配置为给处理器子模块和输入输出子模块供电。其中，输入输出子模块可分别实现开关量信号输出、开关量信号输入、电压信号输出、电压信号输入、电流信号输出和电流信号输入的功能，每个输入输出接口单元可分别实现开关量信号输入、电压信号输出、电压信号输入、电流信号输出和电流信号输入的功能。本发明专利技术提供了一种用于船舶的通用信号输入输出模块，可以在不更改硬件的前提下，通过软件控制实现不同类型信号输入输出的切换。号输入输出的切换。号输入输出的切换。

【技术实现步骤摘要】
用于船舶的信号输入输出模块


[0001]本专利技术涉及船舶工业自动化
，尤其涉及一种用于船舶的信号输入输出模块。

技术介绍

[0002]随着船舶机舱自动化程度越来越高，需要采集信号的种类也越来越多，需要输出各种信号的仪表也越来越多。根据采集信号类型的不同选择相应的采集板卡的模式带来的备件成本高，配置灵活性低，系统可扩展性低等缺点已经越来越凸显。针对一般船上常用的传感器和仪表信号类型包括开关量输入(0
‑
24V)、开关量输出(0
‑
24V)、电流输入(4
‑
20mA)、电流输出(4
‑
20mA)、电压输入(0
‑
10V)和电压输出(0
‑
10V)信号。根据不同的系统的需求，一般都会配备不同种类的板卡，每种类型信号的采集控制板卡都需要有备件。如果上述几种板卡可以实现硬件统一，则可以节省备件数量，降低生产成本。大大增强了系统设计、设备供货和施工的灵活性。
[0003]因此，需要一种用于船舶的信号输入输出模块以至少部分地解决上述问题。

技术实现思路

[0004]在
技术实现思路
部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本专利技术的
技术实现思路
部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
[0005]为了至少部分地解决
技术介绍
中的问题，本专利技术提供一种用于船舶的信号输入输出模块，其包括：
[0006]处理器子模块，所述处理器子模块包括处理器芯片；
[0007]输入输出子模块，所述输入输出子模块包括N个输入输出接口单元，每个所述输入输出接口单元耦连至所述处理器芯片，其中N为自然数；和
[0008]供电子模块，所述供电子模块配置为给所述处理器子模块和所述输入输出子模块供电；
[0009]其中，所述输入输出子模块配置为在所述处理器芯片的控制下分别实现开关量信号输出、开关量信号输入、电压信号输出、电压信号输入、电流信号输出和电流信号输入的功能，
[0010]其中，每个所述输入输出接口单元配置为在所述处理器芯片的控制下分别实现所述开关量信号输入、电压信号输出、电压信号输入、电流信号输出和电流信号输入的功能。
[0011]根据本专利技术的信号输入输出模块，为一种用于船舶的通用信号输入输出模块，可以实现在不更改硬件模块的前提下，通过采用软件配置的方法进行不同类型信号输入输出的切换。根据本专利技术的用于船舶的信号输入输出模块支持多信号类型输入输出，其中包括船上常用的开关量信号输入、开关量信号输出、电流信号输入、电流信号输出、电压信号输入和电压信号输出。在硬件统一的情况下，可以节省备件数量、降低生产成本，大大增强了
系统设计、设备供货和施工的灵活性。
[0012]可选地，所述输入输出子模块还包括开关量输出单元，用于实现所述开关量信号输出功能，所述开关量输出单元包括DO芯片，所述DO芯片耦连至所述处理器芯片，每个所述DO芯片包括多个输出端，所述信号输入输出模块配置为根据所述信号输入输出模块的输出端的数量M确定所述DO芯片的数量，其中M为自然数。
[0013]根据本专利技术的信号输入输出模块，每个输入输出接口单元配置为在处理器芯片的控制下分别实现开关量信号输入、电压信号输出、电压信号输入、电流信号输出和电流信号输入的功能，开关量输出单元用于实现开关量信号输出的功能。在本专利技术中，根据具体的输入输出端数量配置输入输出接口单元的数量和DO芯片的数量。
[0014]可选地，M＝N。
[0015]当M＝N时，根据本专利技术的信号输入输出模块具备N个信号输入输出的通用接口，N个通用接口中的每一个均可用于开关量信号输出、开关量信号输入、电压信号输出、电压信号输入、电流信号输出或电流信号输入的功能。通过配备根据本专利技术的信号输入输出模块，船舶可以采用统一的通用接口装置实现不同信号的输入输出功能切换，船舶的控制更加简单、硬件设备也相对更易维护。
[0016]可选地，所述输入输出子模块包括：
[0017]第一多路开关芯片，所述第一多路开关芯片包括N个信号输入端和1个信号输出端，所述第一多路开关芯片耦连至所述处理器芯片，和
[0018]ADC芯片，所述ADC芯片的数字信号输出端耦连至所述处理器芯片，所述ADC芯片的第一模拟信号输入端耦连至所述第一多路开关芯片的信号输出端；
[0019]所述输入输出接口单元包括第一端子，用于作为所述信号输入输出模块的信号输入端子或信号输出端子，所述第一端子耦连至所述第一多路开关芯片的信号输入端中的一个和所述DO芯片的输出端中的一个。
[0020]根据本专利技术的信号输入输出模块，第一端子为电压信号输入端子和开关量信号输入端子，多个第一端子通过多路开关连接至ADC芯片和处理器芯片，从而将电压输入信号和开关量输入信号传输至处理器。第一端子可同时作为开关量信号输出端子。
[0021]可选地，所述输入输出子模块包括：
[0022]第三多路开关芯片，所述第三多路开关芯片包括N个信号输入端和1个信号输出端，所述第三多路开关芯片耦连至所述处理器芯片，所述第三多路开关芯片的信号输出端耦连至所述ADC芯片的第三模拟信号输入端；
[0023]所述输入输出接口单元包括：
[0024]第二端子，用于作为所述信号输入输出模块的信号输入端子，所述第二端子耦连至所述第三多路开关芯片的信号输入端中的一个，
[0025]第二开关切换芯片，所述第二开关切换芯片耦连至所述处理器芯片，和
[0026]第二电阻，所述第二电阻耦连在所述第二端子和所述第二开关切换芯片之间，
[0027]其中，所述第二开关切换芯片配置为，当所述第二端子接收输入电流信号时，所述第二开关切换芯片将所述第二电阻接地。
[0028]根据本专利技术的信号输入输出模块，第二端子为电流信号输入端子，第二开关芯片和第二电阻将该输入电流信号转比为电压输入信号，然后传输至ADC芯片和处理器芯片。多
个第二端子通过多路开关连接至ADC芯片。
[0029]可选地，所述处理器芯片配置为，当所述第二端子接收输入电流信号时，所述处理器芯片监测所述ADC芯片的输出电压，其中
[0030]当所述ADC芯片的输出电压小于第一预设值时，所述处理器芯片判定传感器信号断路，
[0031]当所述ADC芯片的输出电压大于第二预设值时，所述处理器芯片判定所述传感器信号短路，
[0032]其中，所述第一预设值小于所述第二预设值。
[0033]根据本专利技术的信号输入输出模块，接收输入电流信号时，同时监测其对应的电压信号，从而判断传感器信号是否出现异常，以及时报警。
[0034]可选地，所述输入输出接口单元还包括AO芯片，所述AO芯片耦连至所述处理器芯片，所述AO芯片的电流输出端耦连至所述第一端子。
[0035]根据本专利技术的信号输本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于船舶的信号输入输出模块，其特征在于，包括：处理器子模块，所述处理器子模块包括处理器芯片；输入输出子模块，所述输入输出子模块包括N个输入输出接口单元，每个所述输入输出接口单元耦连至所述处理器芯片，其中N为自然数；和供电子模块，所述供电子模块配置为给所述处理器子模块和所述输入输出子模块供电；其中，所述输入输出子模块配置为在所述处理器芯片的控制下分别实现开关量信号输出、开关量信号输入、电压信号输出、电压信号输入、电流信号输出和电流信号输入的功能，其中，每个所述输入输出接口单元配置为在所述处理器芯片的控制下分别实现所述开关量信号输入、电压信号输出、电压信号输入、电流信号输出和电流信号输入的功能。2.根据权利要求1所述的信号输入输出模块，其特征在于，所述输入输出子模块还包括开关量输出单元，用于实现所述开关量信号输出功能，所述开关量输出单元包括DO芯片，所述DO芯片耦连至所述处理器芯片，每个所述DO芯片包括多个输出端，所述信号输入输出模块配置为根据所述信号输入输出模块的输出端的数量M确定所述DO芯片的数量，其中M为自然数。3.根据权利要求2所述的信号输入输出模块，其特征在于，M＝N。4.根据权利要求2所述的信号输入输出模块，其特征在于，所述输入输出子模块包括：第一多路开关芯片，所述第一多路开关芯片包括N个信号输入端和1个信号输出端，所述第一多路开关芯片耦连至所述处理器芯片，和ADC芯片，所述ADC芯片的数字信号输出端耦连至所述处理器芯片，所述ADC芯片的第一模拟信号输入端耦连至所述第一多路开关芯片的信号输出端；所述输入输出接口单元包括第一端子，用于作为所述信号输入输出模块的信号输入端子或信号输出端子，所述第一端子耦连至所述第一多路开关芯片的信号输入端中的一个和所述DO芯片的输出端中的一个。5.根据权利要求4所述的信号输入输出模块，其特征在于，所述输入输出子模块包括：第三多路开关芯片，所述第三多路开关芯片包括N个信号输入端和1个信号输出端，所述第三多路开关芯片耦连至所述处理器芯片，所述第三多路开关芯片的信号输出端耦连至所述ADC芯片的第三模拟信号输入端；所述输入输出接口单元包括：第二端子，用于作为所述信号输入输出模块的信号输入端子，所述第二端子耦连至所述第三多路开关芯片的信号输入端中的一个，第二开关切换芯片，所述第二开关切换芯片耦连至所述处理器芯片，和第二电阻，所述第二电阻耦连在所述第二端子和所述第二开关切换芯片之间，其中，所述第二开关切换芯片配置为，当所述第二端子接收输入电流信号时，所述第二开关切换芯片将所述第二电阻接地。6.根据权利要求5所述的信号输入输出模块，其特征在于，所述处理器芯片配置为，当所述第二端子接收输入电流信号时，所述处理器芯片监测所述ADC芯片的输出电压，其中
当所述ADC芯片的输出电压小于第一预设值时，所述处理器芯...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄滔，林启兴，张翠红，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七一一研究所，
类型：发明
国别省市：