一种基于嵌入式系统的船舶综合信息系统设计

发布时间：2020-10-16 13:42

　　 船舶综合信息系统,是一种综合了多种船载设备的智能化信息系统,从而使得船载的各种设备获得的信息通过计算机系统进行快速高效准确的处理,提高了船舶的安全性能和自动化、智能化程度。 本课题所指的船舶综合信息系统系作者所在单位的在研项目,主要结合对于安全航行起到关键作用的船舶定位与导航系统和船舶自动识别系统(AIS)以及航行气象告警系统(NAVTEX)两部分内容进行的系统设计。 AIS由基站和船载终端共同组成,是一种集网络技术、现代通讯技术、计算机技术为一体的数字助航系统和设备。NAVTEX是全球海上遇险与安全系统(GMDSS)的一个组成部分,也是全球航行警告系统的一部分,是GMDSS中规定船舶地面无线接收安全信息的唯一手段,接收频率包括518kHz、486kHz和4209.5kHz,播发为船舶安全航行提供重要保障的气象信息。 该课题主要目的是运用目前主流的技术方案,实现一款可实用化的船舶综合信息系统。为了综合上述的两种设备信息并预留新增设备的信息处理,经综合分析评审,该课题采用了Xscale系列的嵌入式处理器PXA255,根据系统需求,搭建了主频达到400MHz的嵌入式平台,并在此基础上剪裁移植了Linux系统。对于人机交互方面则是采用了Nokia开发的跨平台C++图形用户应用框架QT,它是完全面向对象的,容易扩展,允许组件编程。在此系统上对关键信息进行相应的算法处理,以直观、简洁的图形化界面实现了船载设备的信息综合处理。 作者通过该课题所在项目的统筹规划实施,对此类应用有了明确清晰可操作的方案。从产品需求入手,对系统架构评审,对系统方案实施,对各个功能模块从功能和性格方面进行了产品化研发实施:包括硬件平台的选型设计,硬件系统的实施验证,软件系统的选型,核心算法的实现,软件系统的实施验证。
【学位单位】：中山大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2010
【中图分类】：TP368.1
【部分图文】：

数字通信技术，以先进的 GPS 定位作为船位的基础数据，电子海图为显，因此在船舶上有广阔的应用前景，对船舶交通管理具有监督能力，对运有调度、营运的管理能力，对船舶进出港口具有领航能力，对船舶遇险有力，对海上航行的船舶有实时发布航行警告和气象信息的能力，还有船舶室之间信息通信的能力。科技的高度发展，将使船舶、港口、企业、职能密联系在一起，构成一个网络化的航海信息系统。具体框图如图 2-4。

图 2-4 NAVTEX 框图Fig2-4 NAVTEX System全球航行警告主要安排用INMARSAT系统的EGC方式和NAVTEX系统FE方式播发。EGC 业务将在 INMARSAT 系统中介绍；NAVTEX 系统及接收机的操作在下面介绍；除 EGC 和 NAVTEX 业务外，全球航行警告还有其它几种业务简单介绍如下：1. NAVAREAWarnings:分区航行警告业务 NAVAREA 将全球划分为 16 个航行警告区，每一个航行警告区指配了一个协调国，负责协调和播发无线电航行警告。2. Coastal Warnings：沿岸航行警告业务沿岸航行警告可在NAVTEX 系统播发，一些海岸电台在 MF 上播发，信息覆盖范围一般距海岸 10—200 海里。GMDSS 系统还规定海岸电台可以使用如下频率采用无线电传前向纠错（FEC）方式发送远程海上安全信息，这些频率是：4 2 1 0 KHz、6314KHz8416.5KHz、12579KHz、16806.5KHz、19680.5KHz、22376KHz、26100.5KHz。

图 2-5NAVTEX 区域划分Fig2-5 NAVTEX AllocationNAVTEX 系统的工作采用分时工作方式每个台每次播发时间不超过 10 分钟，这样 1 个小时可有 6 个台播发安全信息，按一小时分组，每个协调区 24 个台可分为 4 组，4 个小时协调区所有 24 个台可分别播发一次，然后重复开始。每组的 00-10 分钟为第一个台的播发时间，以此类推，参见图 2-7。这样每区的播发台分别在不同的时间播发，从而避免了本区内的 NAVTEX 播发台的相互干扰。
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本文编号：2843334