基于VxWorks嵌入式操作系统航行数据记录仪的设计与开发

  本文关键词：VxWorks下VDR系统网络通信技术的研究，由笔耕文化传播整理发布。

31.周启平.张杨VxWorks程序员速查手册2；32.张伟伟.文爱军.钟宁Vxworks中串行通；33.商振华VxWorkS系统下时钟及定时器的应；34.万逸珠.戚文芽嵌入式实时操作系统VxWor；35.汤小明.李引娟VxWorks环境下串口驱动；36.蒋鲲鹏.芦东昕.缪敬Linux与VxWor；37.褚哲.孟小锁嵌入式实时操作系统VxWork；38.尚涛

31.周启平.张杨 VxWorks程序员速查手册 2005

32.张伟伟.文爱军.钟宁 Vxworks中串行通信的研究[期刊论文]-应用科技 2004(11)

33.商振华 VxWorkS系统下时钟及定时器的应用[期刊论文]-移动通信 2003(z2)

34.万逸珠.戚文芽 嵌入式实时操作系统VxWorks的内存管理方案[期刊论文]-信息工程大学学报 2004(4)

35.汤小明.李引娟 VxWorks环境下串口驱动程序设计[期刊论文]-微机发展 2003(1)

36.蒋鲲鹏.芦东昕.缪敬 Linux与VxWorks的板级支持包开发的比较与分析[期刊论文]-计算机工程 2003(22)

37.褚哲.孟小锁 嵌入式实时操作系统VxWorks下BSP分析及VxWorks裁减[期刊论文]-天津工程师范学院学报 2005(2)

38.尚涛.施亮.吴智铭 实时操作系统VxWorks下I/O设备驱动程序的编写技巧[期刊论文]-微计算机信息 2001(8)

39.孟英谦.王玲 嵌入式VxWorks实时操作系统中串口通信的实现 2003(01)

40.张丙平 VxWorks操作系统环境下一种周期任务管理方法[期刊论文]-航空计算技术 2003(1)

41.陈养平.贺占庄 基于VxWorks的实时多任务软件设计[期刊论文]-微电子学与计算机 2002(10)

42.王泽民.芦东昕.谢鑫.徐立峰 基于VxWorks的异常处理的研究和实现[期刊论文]-计算机工程 2005(13)

43.徐健.梁允荣 基于VxWorks系统的简单网络管理协议的实现[期刊论文]-计算机应用研究 2002(3)

44.肖骏.刘承香.崔鹏辉 实时操作系统VxWorks中图形开发环境的配置[期刊论文]-应用科技 2000(11)

1.学位论文 庄乾军 VDR数据保护容器的网络通信研究与实现 2009

船载航行数据记录仪(VDR)是一种记录船舶航行状态及操作信息的装置，对加强船舶的海上航行安全以及事故分析起到了极为重要的作用。VDR的大量数据需要进行快速可靠的最终存储，因为这是分析事故的关键依据，因此，数据保护容器(PDC)成为船载航行数据记录仪的重要组成部分。结合本教研室VDR项目组的实际需求，本文对数据保护容器的硬件和软件功能作了详细的研究和实现。

本文首先介绍了课题研究的背景及现状，从数据保护容器的实际功能要求出发，论证出了合理的系统总体结构设计；接着从硬件方面，介绍了以AT91RM9200为主控制器的硬件平台设计，详细论述了关键部分的器件选型和电路设计；从软件方面，详细阐述了构建以嵌入式Linux为操作系统的软件平台的细节；最后论文讨论了异质网络间数据共享功能的研究和实现，并为系统建立了以嵌入式Web服务器为核心的良好的人机交互界面，实现了系统远程配置和管理。

该数据保护容器不但提供了稳定的数据存储和共享服务而且也提供了通用的接口，以太网上的其他主机不需要任何附加的软件就可以访问数据。该产品获得中国船级社(CCS)型式认可，可以应用于实际的船载航行数据记录仪系统中去。

2.期刊论文 陈蜀喆.李鹤鸣.余瑞锋.CHEN Shu-zhe.LI He-ming.YU Rui-feng 船舶数据记录仪的主程序设计 -船海工程2006,35(6)

基于现代航行管理要求,介绍一种船舶航行数据记录仪的主程序开发设计过程,详细论述各分步程序结构设计,并设计船舶主电源断电自动切换及记录报警程序,最后基于软硬件平台提出实现方案.

3.学位论文 李俊山 基于FPGA的雷达图像采集技术研究与实现 2007

船载航行数据记录仪，俗称“船用黑匣子”，是一种专门用于实时记录船舶航行数据的仪器。在船舶发生海事事故后，该记录数据对于分析事故原因，进行海事责任判定具有不可替代的重要作用。

论文以船载航行数据记录仪为背景，对雷达图像采集技术进行了研究。船载航行数据记录仪要求对雷达显示屏的雷达图像进行记录，因此，设计高分辨率的雷达图像采集系统，是实现船载航行数据记录仪的关键性技术之一。

论文深入分析了雷达图像采集的基本原理，结合系统的实际需要，在选择数据传输总线、帧存和雷达图像量化方式上进行了对比，提出了可行的设计方案。并对硬件设计过程进行了详细的分析，讨论了FPGA整体结构和VHDL程序框架，整个硬件结构设计合理，满足了课题的需要。

论文在实际电路设计和调试阶段总结了大量的实践经验，在总体设计的基础上，完成了PCI总线读、写FPGA，利用 I<'2>C 总线初始化AD9887A和FPGA读、写SDRAM等VHDL程序的设计和WINDOWS XP 下PCI驱动的编写，最后给出了各关键FPGA模块的仿真图和雷达卡调试，对从事相关课题研究具有非常重要的借鉴意义。

4.学位论文 佟艳艳 VxWorks下VDR系统网络通信技术的研究 2005

信息时代网络化是提高工作效率，强化管理的重要手段。现在船舶自动化水平越来越高，海事产品向网络化方向的发展是必然的趋势。为了适应不断发展的市场，航行数据记录仪必须采用网络通讯结构设计，使得其数据的采集和传输变得更加容易，还可保证数据流的通畅和完整；一方面也使得数据的安全性和可靠性得到保证；并且为在此基础上开发更多网络管理应用功能，提供了广阔的空间，以达到系统的模块化、易扩展、易维护。基于此目的，本文对航行数据记录仪的整个系统的网络结构进行了分析和设计。

　　本文首先介绍了课题研究的背景和意义，分析了现场总线和局域网的发展趋势；然后讨论了VDR网络通信系统的方案设计及其选择，确定了采用CAN总线和以太网来传递数据信息；介绍了VxWorks嵌入式实时操作系统及其开发环境Tornado2.2。

　　本文详细介绍了基于CAN总线的数据通信系统的硬件架构和软件设计，包括CAN总线的工作原理和其在系统中的应用。介绍了CAN总线各个模块的功能，给出了其在Vxworks平台下的驱动以及通信方法的具体应用。

　　本文搭建了客户/服务器构架系统模型，分析了在VxWorks操作系统下两端的功能侧重点和具体实现细节。客户端/服务器模式很好地满足了系统网络传输的要求，而且开发简单，较易实现，是局域网系统通用的一种开发模式。

　　本文所设计的VDR网络通信系统，已投入使用。随着系统功能的完善及推广，将把我国海事产品设施的管理水平真正推进到信息化时代。

5.期刊论文 闫保中.胡习林.刘文飞.YAN Bao-zhong.HU Xi-lin.LIU Wen-fei 基于FPGA的雷达图像采集卡的设计 -应用科技2008,35(10)

以基于FPGA的雷达卡为研究对象,介绍了雷达卡图像采集技术及其整体设计.完成了图像采集卡的硬件结构设计;介绍了WinDosw的基本原理,并完成Windosw下PCI驱动程序的设计.该技术成功应用在航行数据记录仪(VDR)中,增强了VDR开发中的自主知识产权.

6.学位论文 郭宝清 简易船用航行数据记录系统的研制 2007

S-VDR(The Simplified Voyage Data Recorder)是一个精简型的，专门为在航船舶设计的航行数据记录仪，其功能与VDR(Voyage Data Recorder)基本相同，只是性能和要求有所简化。它以一种安全和可恢复方式保存船舶上最近时间的船舶物理状态、动态、命令和操纵的相关信息，有助于获得可靠、正确的有关事故原因和细节方面信息，便于事故调查，，增强航海交通的安全。

随着嵌入式网络技术的发展和成熟，海事产品向网络化方向发展是必然趋势，采用网络结构设计S-VDR，可使得其数据采集和传输变得更加方便，数据的安全性和可靠性得到提高，也使系统模块化设计成为可能，增强系统的易扩展、易维护的特点。本文提出了一种基于嵌入式以太网技术、分布式数据采集和集中管理相结合的简易型船用航行数据记录系统的设计方案，并实现了样机的研制。

在介绍S-VDR研制的背景和意义的基础上，本文结合S-VDR的功能需求，参考国内外各种同类和相似产品的特点，分析了S-VDR所涉及的几个关键技术，提出了基于嵌入式以太网结构的S-VDR系统总体设计方案。论文中阐述了系统的整体设计思想和各子系统设计要点等。在硬件电路设计部分，详述了以Coldfire 5307为核心的HVR子系统主控系统、主控系统与大容量NAND Flash存储阵列接口、基于MC9S12NE64的网络数据采集子系统核心以及各类数据采集模块的实现和设计要点。在HVR子系统软件实现部分，特别地对存储系统的NAND Flash阵列的驱动开发、数据存储管理机制、坏块的管理以及容错设计等方面给出了具体说明。在数据采集子系统软件设计上介绍了自定义的S-VDR命令协议接口以及NMEA-0183国际协议标准，实现了OpenTCP协议栈在MC9S12NE64上的移植。在对样机进行了严格性能测试的基础上，论文最后给出了系统运行测试报告，实际测试运行结果表明，系统性能达到预期设计要求。

本文所讨论的S-VDR选用低成本低功耗硬件方案，采用嵌入式以太网技术，使系统满足海事产品的可靠性、安全性设计要求，其技术性能也满足国际海事组织的相关规定。其模块化设计灵活地实现了分布式数据采集，使系统易于安装、易于扩展，更容易适应不同类型船舶的不同需求。其系统设计方案也可为车载“黑匣子”、智能建筑等数据采集的嵌入式应用提供一种新的思路，促进社会信息化的发展。

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授权使用：复旦大学图书馆(fddxlwxsjc)，授权号：6db28a80-dc8f-41d7-9050-9e0b008efc00

下载时间：2010年10月10日

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