基于嵌入式系统的AIS岸站研究与开发

发布时间：2017-04-08 16:46

  本文关键词：基于嵌入式系统的AIS岸站研究与开发，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：船舶自动识别系统(Automatic Identification System),简称AIS,由岸站和船站组成,其中AIS岸站为船舶、航路、环境和相关人员搭起了有效沟通的“数字桥梁”。随着国内对航行船舶AIS船站的推广和应用,AIS岸站将发挥更加重要的作用,已经成为实时获取航运信息的重要国家信息资源。但是,目前沿海的AIS岸站全部依赖进口,使国家信息资源存在严重的安全隐患。因此,本文依据国际标准协议IEC62320对AIS岸站进行研究和开发,主要实现AIS岸站及其控制显示平台的标准化设计,完成AIS岸站的数据通信和嵌入式平台下的岸站综合控制。本文的主要研究内容包括两个方面：一是基于ARM设计的AIS岸站设备,二是基于AMR嵌入式系统设计的岸站控制显示平台。其中AIS岸站设备分为七个模块：设备驱动模块、时间同步模块、时隙管理模块、信息管理模块、时隙接入算法模块、链路电文发射模块和接收模块。岸站通过串口接收来自上层控制平台的配置电文或导航卫星电文,送入信息管理模块解析、存储和识别后,通知其他模块进行数据交接。时间同步模块利用其中的GPS (Global Positioning System)信息进行岸站的系统时间调整；时隙管理模块利用与时隙安排相关的电文进行岸站时隙表的更新；电文发射模块则根据指定发送格式进行电文的发送,如果没有指配电文,岸站也可以自主对外发射4、20号电文；电文接收模块接收来自天线的VHF (Very High Frequency)数据,其有效数据也可以参与其他各个模块的管理,同时回复给控制显示平台的VDM/O、VSI等语句则可用于控制软件对岸站进行管理。岸站控制显示平台实现AIS岸站的信息显示和配置,利用AIS岸站反馈的数据设计人机交互界面,显示周围船舶的动态信息和岸站信息,同时对岸站进行配置,控制岸站的时隙选用。在Ubuntu系统下利用Qt开发系统软件,最终经过下板测试,完成控制显示平台对AIS岸站的便捷式操控。本论文是基于国家自然科学基金重点项目“基于AIS的船舶无线自动定位的新理论与关键技术”NO.61231006,进行自主知识产权的AIS岸站研制任务。
【关键词】：AIS岸站 控制显示 ARM 嵌入式系统
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U675.7
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-15
• 1.1 课题研究背景10-11
• 1.2 AIS岸站国内外发展现状与研究意义11-14
• 1.3 论文结构安排14-15
• 第2章 AIS岸站技术特性15-24
• 2.1 AIS岸站系统组成15-16
• 2.2 AIS岸站协议栈16-20
• 2.3 AIS岸站设备技术关键20-22
• 2.4 岸站控制显示平台技术关键22-24
• 第3章 AIS岸站总体设计24-31
• 3.1 AIS岸站的需求分析24-25
• 3.1.1 AIS岸站设备需求分析24
• 3.1.2 岸站控制显示平台需求分析24-25
• 3.2 AIS岸站的硬件设计25-28
• 3.2.1 AIS岸站设备硬件设计25-26
• 3.2.2 岸站控制显示平台硬件设计26-28
• 3.3 AIS岸站软件设计28-31
• 3.3.1 AIS岸站设备软件设计28-30
• 3.3.2 岸站控制显示平台设计30-31
• 第4章 AIS岸站详细设计31-62
• 4.1 AIS岸站设备详细设计31-48
• 4.1.1 设备驱动模块32-34
• 4.1.2 时间同步模块34-36
• 4.1.3 时隙管理模块36-38
• 4.1.4 信息管理模块38-41
• 4.1.5 TDMA接入算法模块41-43
• 4.1.6 VDL电文发射管理模块43-46
• 4.1.7 VDL电文接收管理模块46-48
• 4.2 岸站控制显示平台详细设计48-62
• 4.2.1 Linux下串口通信模块49-51
• 4.2.2 Linux下数据处理模块51-52
• 4.2.3 Linux下界面显示模块52-62
• 第5章 AIS岸站设计成果与实际运行62-67
• 5.1 AIS岸站硬件实体图62-64
• 5.2 AIS岸站数据交互结果64-67
• 第6章 结论67-69
• 参考文献69-71
• 攻读学位期间公开发表论文71-72
• 附录英文缩写词、全写和英汉术语对照表72-73
• 致谢73-74
• 作者简介74

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本文编号：293274