CN208140919U - 船用导航雷达夜航光污染治理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种船用导航雷达夜航光污染治理装置，包括加固型液晶显示器、嵌入式操控键盘、雷达主机、串口转换设备，所述串口转换设备通过RS422或CAN与外部光控制***通信，所述串口转换设备分别通过RS422和加固型液晶显示器、嵌入式操控键盘、雷达主机通信，所述串口转换设备接收外部光控制***发送来的RS422串口或CAN信号控制指令，然后将该信号控制指令转换处理成内部串口控制协议，并发送至雷达主机。本实用新型采用独立单元模块化设计，克服了船用导航雷达夜晚低照度环境条件下，加固型液晶显示器和嵌入式操控键盘亮度调节不够精细、最低等级亮度依然过高以及背光亮度和界面配色模式不能同步协同调节等缺点。

Description

船用导航雷达夜航光污染治理装置

技术领域

本实用新型涉及船用导航雷达领域,尤其涉及的是一种船用导航雷达夜航光污染治理装置。

背景技术

随着航运规模不断的发展壮大，船舶驾驶室各种组件、信息显示模块的日益增加，夜航光污染的负面影响也随之而来。传统导航雷达终端发光部件包括加固型液晶显示器及其电源和信号指示灯、嵌入式操控键盘(如图1所示)。其中加固型液晶显示器的背光调节分为两种，一种是OSD菜单按键进行调节，一种是在加固型液晶显示器面板上增加旋钮进行模拟调光，以达到亮度快速调节的需求。嵌入式操控键盘的背光调节采用数字式从灭到最亮循环调节以适应船舶夜晚航行时导航雷达的操作需求。

由于清晰识别导航雷达目标的能力直接关系到船员的生命安全和船舶的航行安全，所以船舶在夜航不同环境照度条件下导航雷达的目标回波必须清晰识别。

在夜航低暗环境照度条件下，现有导航雷达存在以下缺点：

(1)加固型液晶显示器背光在低亮度条件下调节不够精细且可达到的最低亮度依然过高，造成夜晚雷达目标识别困难。夜航时，船员观察亮度过高的导航雷达显示器极易造成视觉疲劳，影响航行安全，同时也会对船员视力造成不可逆的损害；

(2)导航雷达加固型液晶显示器的信号指示灯不可调，夜晚航行时较刺眼，影响船员观察雷达目标的能力；

(3)导航雷达嵌入式操控键盘背光不能精细可调，最低等级亮度值依然过高，造成视觉疲劳，影响观察；

(4)加固型液晶显示器背光、嵌入式操控键盘背光以及雷达界面配色模式只能独立设置，不能同步一键调节，降低了操控的便捷性。

鉴于现有船用导航雷达夜航时存在的诸多缺点，实用新型设计了船用导航雷达夜航光污染治理***。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种船用导航雷达夜航光污染治理装置，用于实现船舶夜航时加固型液晶显示器、嵌入式操控键盘等发光部分亮度精细可控和雷达界面配色模式的协同调节。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

船用导航雷达夜航光污染治理装置，包括加固型液晶显示器、嵌入式操控键盘、雷达主机、串口转换设备，所述串口转换设备通过 RS422或CAN与外部光控制***通信，所述串口转换设备分别通过 RS422和加固型液晶显示器、嵌入式操控键盘、雷达主机通信，所述串口转换设备接收外部光控制***发送来的RS422串口或CAN信号控制指令，然后将该信号控制指令转换处理成内部串口控制协议，并发送至雷达主机，雷达主机将接收到的内部串口控制协议解析出雷达界面配色指令、操控键盘指令和加固型液晶显示器指令,雷达主机对解析出来的雷达界面配色指令响应，并改变界面配色，对操控键盘指令和加固型液晶显示器指令分别进行特定的处理后发送至串口转换设备，串口转换设备接收加固型液晶显示器指令，然后发送至液晶显示器进行指令响应，进而控制加固型液晶显示器的液晶背光模组亮度，串口转换设备接收操控键盘指令，然后发送至嵌入式操控键盘进行指令响应，进而控制嵌入式操控键盘的LED背光阵列亮度。

进一步,所述串口转换设备采用ARM作为主处理芯片，包含一个 RS422串口输入接口、四个RS422串口输出接口和一个CAN通信输入接口。

进一步，所述加固型液晶显示器背光控制模块由信号转接板和背光控制模块组成，信号转接板接收旋转编码器和串口调光控制指令，进行处理转换成高精度频率的PWM信号，然后将该PWM信号发送给背光控制模块，进而控制加固屏液晶显示器背光模组(简称：液晶背光模组)。

进一步，所述嵌入式操控键盘采用背光LED，控制的最小亮度小于0.3cd/m²，最大亮度大于500cd/m²。

本实用新型的工作原理：船用导航雷达夜航光污染治理装置的各模块分别嵌装在导航雷达显控终端内部和外部。雷达显控终端开机工作之后，串口转换设备、加固型液晶显示器、嵌入式操控键盘和雷达主机串口模块开始工作。串口转换设备接收到外部光控制指令之后，转发至雷达主机串口控制模块进行解析，一部分响应雷达界面配色模式，另外一部分通过串口转换设备分发至加固型液晶显示器和嵌入式操控键盘，进行亮度指令响应。如果外部光控制***发送来的控制指令经串口转换设备接收后在雷达主机界面、加固型液晶显示器背光亮度和嵌入式操控键盘背光亮度能够正常同步响应，则证明整个导航雷达夜航光污染治理***工作正常。

本项实用新型主要是船舶夜晚低亮度条件下航行时针对驾驶室导航雷达的加固型液晶显示器和嵌入式操控键盘发光部分进行实时精细控制，同时匹配相应的航行界面配色模式，增强船员在低亮条件下观察雷达目标的能力，同时也提高了船员在黑暗环境下操控雷达的舒适和便捷性。

有益效果：本实用新型一种船用导航雷达夜航光污染治理装置，采用独立单元模块化设计，不影响原雷达探测目标的性能，可直接替换安装于船用雷达的显示控制终端上，满足船舶驾驶室所有工作环境照度条件下的使用，从而克服了船用导航雷达夜晚低照度环境条件下，加固型液晶显示器和嵌入式操控键盘亮度调节不够精细、最低等级亮度依然过高以及背光亮度和界面配色模式不能同步协同调节等缺点。

附图说明

图1现有的船用导航雷达显控终端的结构示意图。

图2为本实用新型一种船用导航雷达夜航光污染治理装置的模块结构示意图。

图3为本实用新型一种船用导航雷达夜航光污染治理装置在雷达显控终端的安装位置结构示意图。

图4为本实用新型一种船用导航雷达夜航光污染治理装置的加固型液晶显示器256级背光亮度曲线。

图5为本实用新型一种船用导航雷达夜航光污染治理装置的为加固型液晶显示器白场色坐标图。

图6实用新型一种船用导航雷达夜航光污染治理装置的嵌入式操控键盘64级背光亮度曲线。

图7为本实用新型一种船用导航雷达夜航光污染治理装置的导航雷达终端的白天界面配色模式画面。

图8为本实用新型一种船用导航雷达夜航光污染治理装置的导航雷达终端的黄昏界面配色模式画面。

图9为本实用新型一种船用导航雷达夜航光污染治理装置的导航雷达终端的夜晚界面配色模式画面。

图10为本实用新型一种船用导航雷达夜航光污染治理装置的嵌入式操控键盘的白天亮度模式。

图11为本实用新型一种船用导航雷达夜航光污染治理装置的嵌入式操控键盘的黄昏亮度模式。

图12为本实用新型一种船用导航雷达夜航光污染治理装置的嵌入式操控键盘的夜晚亮度模式。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施例作详细说明：本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

如图2和图3所示，船用导航雷达夜航光污染治理装置，包括串口转换设备4、加固型液晶显示器1、嵌入式操控键盘2和雷达主机 3串口软件控制模块。各模块间通过串口通信线缆连接，可以在现有导航雷达显控终端上进行嵌入式替换安装，不会影响原有雷达***其他技术指标。

船用导航雷达夜航光污染治理装置，包括加固型液晶显示器1、嵌入式操控键盘2、雷达主机3、串口转换设备4，串口转换设备4 通过RS422或CAN与外部光控制***通信，串口转换设备4分别通过RS422和加固型液晶显示器1、嵌入式操控键盘2、雷达主机3通信，串口转换设备4接收外部光控制***发送来的RS422串口或CAN 信号控制指令，然后将该信号控制指令转换处理成内部串口控制协议，并发送至雷达主机3，雷达主机3将接收到的内部串口控制协议解析出雷达界面配色指令、操控键盘指令和加固型液晶显示器指令, 雷达主机3对解析出来的雷达界面配色指令响应，并改变界面配色，对操控键盘指令和加固型液晶显示器1指令分别进行特定的处理后发送至串口转换设备4，串口转换设备4接收加固型液晶显示器1指令，然后发送至液晶显示器控制键盘进行指令响应，进而控制加固型液晶显示器1的液晶背光模组亮度，串口转换设备4接收操控键盘指令，然后发送至嵌入式操控键盘进行指令响应，进而控制嵌入式操控键盘的LED背光阵列亮度。

串口转换设备4采用ARM作为主处理芯片，包含一个RS422串口输入接口、四个RS422串口输出接口和一个CAN通信输入接口。其可以根据设定的ID号实现通信命令转接，实现点对点通信，也可以实现点对多进行通信。其中四个输出串口均可以任意热插拔连接加固型液晶显示器1、嵌入式操控键盘2和雷达主机3，实现自动识别串口所接入设备。

加固型液晶显示器1背光控制模块由信号转接板和背光控制板两部分组成。信号转接板主要接收旋转编码器和串口调光控制指令，进行处理转换成高精度频率的PWM信号，然后将该PWM信号发送给背光控制板，进而控制加固屏液晶显示器背光模组，液晶显示器背光模组的白场色坐标符合《GB/T936-2008彩色显示器白平衡点色坐标及其宽容度》相关标准。该背光控制模块可以实现加固型液晶显示器1 最低级亮度为0.03cd/m²，0.03cd/m²～5cd/m²分为48级，5cd/²～最大亮度分为208级，从而实现船用导航雷达夜晚环境光极低条件下，通过精细的背光调节，仍然可以清晰观察雷达目标，提升操作人员的舒适性，同时加固型液晶显示器1增加数字式编码调节旋钮，可以在当前背光亮度条件下进行微调。导航雷达操作人员调节的亮度会被实时写入存储模块保存，在下次开机时，该模式下自动显示上一次使用的亮度值，实现记录操作导航雷达人员的操作使用习惯。

嵌入式操控键盘2主要用于接收串口转换设备发来的亮度控制命令和操控键盘本身的亮度调节按键指令，经过解析处理之后，产生 PWM信号控制LED背光阵列，调节背光亮度。该亮度会被实时写入存储模块保存，在下次开机时，该模式下自动显示上一次使用的亮度值，实现记录操作导航雷达人员的操作使用习惯。嵌入式操控键盘2采用人眼舒适的暖色背光LED，控制的最小亮度小于0.3cd/m²，最大亮度大于500cd/m²，保证了操作人员在夜晚既可以清晰可辨各按键字符，又可以调节到舒适的背光亮度。

如图4所示为本实用新型一种船用导航雷达夜航光污染治理装置的加固型液晶显示器256级背光亮度曲线。

如图5所示为本实用新型一种船用导航雷达夜航光污染治理装置的为加固型液晶显示器白场色坐标图。

如图6所示为本实用新型一种船用导航雷达夜航光污染治理装置的嵌入式操控键盘64级背光亮度曲线。

船用导航雷达夜航光污染治理***的各模块分别嵌装在导航雷达显控终端内部和外部。雷达显控终端开机工作之后，串口转换设备 4、加固型液晶显示器1、嵌入式操控键盘2和雷达主机3***串口模块开始工作。串口转换设备4接收到外部光控制指令之后，转发至雷达主机3串口控制模块进行解析，一部分响应雷达界面配色模式，另外一部分通过串口转换设备4分发至加固型液晶显示器1和嵌入式操控键盘2，进行亮度指令响应。若光污染治理***工作正常，外部光控制指令发出后，可在导航雷达加固型液晶显示器1和嵌入式操控键盘2观察到界面配色的改变和背光亮度的改变。

雷达主机串口软件控制模块接收串口转换设备发送来的光控制***指令进行解析，接收的控制指令按照不同设备填写不同的目的 ID地址，将指令发送至串口转换设备，串口转换设备再根据ID地址转发指令至各设备，然后进行白天、黄昏和夜晚显示界面配色响应，并按照串口指令调节加固型液晶显示器、嵌入式操控键盘的亮度。图 8-12分别为接收不同控制指令之后，在雷达显控终端的界面配色、加固型液晶显示器和嵌入式操控键盘的亮度进行相应改变，可以确定导航雷达夜航光污染治理***正常工作。

表1加固型液晶显示器256级背光亮度值表

表2嵌入式操控键盘64级背光亮度值表

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.船用导航雷达夜航光污染治理装置，其特征在于，包括加固型液晶显示器、嵌入式操控键盘、雷达主机、串口转换设备，所述串口转换设备通过RS422或CAN与外部光控制***通信，所述串口转换设备分别通过RS422和加固型液晶显示器、嵌入式操控键盘、雷达主机通信，所述串口转换设备接收外部光控制***发送来的RS422串口或CAN信号控制指令，然后将该信号控制指令转换处理成内部串口控制协议，并发送至雷达主机，雷达主机将接收到的内部串口控制协议解析出雷达界面配色指令、操控键盘指令和加固型液晶显示器指令,雷达主机对解析出来的雷达界面配色指令响应，并改变界面配色，对操控键盘指令和加固型液晶显示器指令分别进行特定的处理后发送至串口转换设备，串口转换设备接收加固型液晶显示器指令，然后发送至液晶显示器进行指令响应，进而控制加固型液晶显示器的液晶背光模组亮度，串口转换设备接收操控键盘指令，然后发送至嵌入式操控键盘进行指令响应，进而控制嵌入式操控键盘的LED背光阵列亮度。

2.根据权利要求1所述的船用导航雷达夜航光污染治理装置，其特征在于，所述串口转换设备采用ARM作为主处理芯片，包含一个RS422串口输入接口、四个RS422串口输出接口和一个CAN通信输入接口。

3.根据权利要求1所述的船用导航雷达夜航光污染治理装置，其特征在于，所述加固型液晶显示器背光控制模块由信号转接板和背光控制模块组成，信号转接板接收旋转编码器和串口调光控制指令，进行处理转换成高精度频率的PWM信号，然后将该PWM信号发送给背光控制模块，进而控制加固屏液晶显示器背光模组。

4.根据权利要求1所述的船用导航雷达夜航光污染治理装置，其特征在于，所述嵌入式操控键盘采用背光LED，控制的最小亮度小于0.3cd/m²，最大亮度大于500cd/m²。