AIS数字航标收发信机软件设计与实现

发布时间：2017-10-10 17:23

  本文关键词：AIS数字航标收发信机软件设计与实现

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【摘要】：船舶自动识别系统(AIS)是由国际海事组织(IMO)、国际助航设备和航标协会(IALA)以及国际电信联盟(ITU-R)共同提出的技术标准,可用于船舶避碰、水上智能交通管理及海域监视等领域。AIS的出现为传统的导航和海事管理带来了新的理念,使导航和海事管理经历了两方面重大的变革:首先,从交通管理的角度,船舶方将从原来的被动接受监督和管理,变成主动参与管理的局面;第二,从海事管理的角度,海事管理部门从原来的以监督管理主,越来越变为主要给船舶提供助航安全信息服务的现状。AIS的应用形成了船舶主动参与海事交通管理和海事管理部门为船舶提供助航服务同等重要的局面,其发展近年来受到世界各国的重视,在欧美国家已广泛使用,我国及东南亚地区也正处于推广安装阶段。AIS航标系统由AIS航标、AIS基站、区域管理中心和远程管理终端等组成,该系统在原有的可视化光学灯组航标基础上,增加AIS收发信机,实现无线电虚拟航标功能。解决了传统光学航标在恶劣天气下不能有效辨识、难以管理的弊端,通过AIS数字航标实现航标系统的联网通信、监测和控制,具有自动化、信息化、智能化和高效、可靠的显著优点。作为AIS网络的重要组成部分,AIS数字航标收发信机是完成航道位置标定和信息遥测遥控的节点装置。因此,对AIS航标收发信机的设计研究具有非常重要的工程价值,特别是收发信机的软件设计,是事关AIS航标系统能否稳定工作,是衡量系统智能化、自动化的关键技术。本文研究AIS航标收发信机软件设计技术,首先了介绍AIS数字航标系统的结构、功能、工作模式和应用局限性;然后基于AIS通信技术,总结了数字航标工作流程;接着给出了收发信机的硬件组成,重点研究了各单元的控制接口软件和信息处理软件的功能、流程和综合设计;最后,借助监控中心操作平台验证了AIS航标软件的各项功能。整个AIS系统已经在海事局开展试用,效果良好。
【关键词】：AIS航标系统 AIS收发信机 AIS网络 软件设计 功能验证
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U675.7
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-14
• 1.1 课题研究背景10
• 1.2 航标的现状及应用前景10-12
• 1.3 本文主要内容12-14
• 第二章 AIS数字航标系统概述14-18
• 2.1 系统结构14-15
• 2.2 系统功能15-16
• 2.3 工作模式16
• 2.3.1 自主连续工作模式16
• 2.3.2 非自主连续工作模式16
• 2.4 应用局限性16-17
• 2.4.1 功耗限制16
• 2.4.2 成本限制16-17
• 2.4.3 容量限制17
• 2.5 本章小结17-18
• 第三章 AIS通信技术18-27
• 3.1 AIS的OSI模型18-19
• 3.2 AIS数据链路控制规程19
• 3.3 AIS信息帧结构19-20
• 3.4 AIS的TMDA协议20-23
• 3.4.1 自组织时分多址技术（SOTDMA）21
• 3.4.2 增量时分多址技术（ITDMA）21-22
• 3.4.3 随机接入时分多址技术（RATDMA）22
• 3.4.4 固定接入时分多址技术（FATDMA）22-23
• 3.5 AIS的报文信息23-25
• 3.6 AIS航标收发信机工作流程25-26
• 3.7 本章小结26-27
• 第四章 系统硬件电路设计27-37
• 4.1 系统方案27-28
• 4.2 硬件电路设计28-36
• 4.2.1 通信处理器28-34
• 4.2.2 接.电路34
• 4.2.3 GPS模块34-35
• 4.2.4 GMSK调制解调模块35-36
• 4.3 本章小结36-37
• 第五章 AIS数字航标软件设计方案37-61
• 5.1 AIS数字航标遵循标准37
• 5.2 AIS收发单元主要软件模块37-55
• 5.2.1 SOTDMA时隙处理模块38-44
• 5.2.2 数据接收处理模块44-46
• 5.2.3 数据校验和解析模块46-47
• 5.2.4 命令应答回复模块47-48
• 5.2.5 航标消息发送模块48-49
• 5.2.6 AIS数据解码模块49-55
• 5.3 AIS航标收发单元外围接.软件55-60
• 5.3.1 AIS航标电源管理功能55-58
• 5.3.2 AIS航标电源状态采样功能58-59
• 5.3.3 AIS航标遥控功能响应59-60
• 5.4 本章小结60-61
• 第六章 AIS航标软件功能验证61-65
• 6.1 监控中心主要功能61-62
• 6.2 功能验证示例62-64
• 6.2.1 遥控遥测命令验证示例62-63
• 6.2.2 航标报文信息验证示例63
• 6.2.3 航标状态信息验证示例63-64
• 6.3 实际使用效果64
• 6.4 本章小结64-65
• 第七章 总结65-66
• 致谢66-67
• 参考文献67-69

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 陈朝阳,邵哲平,郑佳春;AIS通信系统设计及调制器实现[J];中国航海;2003年02期

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本文编号：1007629