MỤc lục lời cảM ƠN I danh mục các từ viết tắT



tải về 1.88 Mb.
trang1/15
Chuyển đổi dữ liệu28.05.2018
Kích1.88 Mb.
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   15
LỜI CẢM ƠN

Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy Vũ Văn Rực cùng các anh trong Công Ty TNHH Kỹ Thuật Và Dịch Vụ Tàu Biển MINH HẰNG ( MINH HANG STS ) đã tận tình hướng dẫn em trong suốt thời gian làm đồ án vừa qua. Đồng thời em cũng xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè đã động viên giúp đỡ để em có thể hoàn thành đồ án này. Qua đây em xin gửi lời cảm ơn đến các thầy, cô trong bộ môn Điện tử - Viễn thông và nhà trường đã dạy dỗ, đào tạo em trong suốt thời gian qua.

Em xin chân thành cảm ơn!

Hải Phòng, Ngày 20 Tháng 11 Năm 2015



MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN........................................................................................................i




DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

AIS

Automatically Identification System

( Hệ thống tự động nhận dạng )

ARPA

Automatic Radar Plotting Aids

( Thiết bị đồ giải tránh va tự động )

CAN

Controller Area Network

( Mạng điều khiển cục bộ )

IEC

International Electrotechnical Commission

( Ủy ban kĩ thuật điện quốc tế )

IMO

International Maritime Organization

( Tổ chức Hàng hải quốc tế )

NMEA

National Marine Electronics Association

( Hiệp hội điện tử Hàng hải quốc gia )

GPS

Global Positioning System

( Hệ thống định vị toàn cầu )

DANH MỤC CÁC BẢNG

STT

Tên

Trang




Bảng 1.1

Mô tả câu lệnh được phê duyệt

5

Bảng 1.2

Mã nhận dạng đài phát theo chuẩn NMEA

8

Bảng 1.3

Một số kiểu câu lệnh của NMEA 0183

10

Bảng 3.1

Tốc độ truyền dữ liệu theo độ dài cáp trục chính.

34

Bảng 3.2

Chuyển đổi gói tin giữa NMEA 0183 và PNG NMEA 2000®

36

Bảng 3.3

PGN 126992 chuyển sang ZDA

36

Bảng 3.4

PGN 127245 chuyển sang RSA

37

Bảng 3.5

PGN 128267 chuyển sang DPT

37

Bảng 3.6

PGN 129025 chuyển sang GLL.

38

DANH MỤC CÁC HÌNH

STT

Tên

Trang




Hình 1.1

Cấu trúc khung dữ liệu của chuẩn NMEA 0183

4

Hình 1.2

Đài phát theo chuẩn RS 232

16

Hình 1.3

Đài phát theo tiêu chuẩn RS 422

17

Hình 1.4

Cấu trúc dây tín hiệu trong phiên bản NMEA 0183-HS

18

Hình 1.5

Kết nối giữa thiết bị phát với nhiều thiết bị thu

18

Hình 1.6

Ghép nối giữa các thiết bị vi sai

19

Hình 1.7

Ghép nối với thiết bị thu chỉ có một tín hiệu vào

19

Hình 1.8

Ghép nối giữa thiết bị phát và thu theo chuẩn NMEA 0183-HS

20

Hình 1.9

Ghép nối tín hiệu từ nhiều thiết bị phát đến một thiết bị thu

20

Hình 1.10

Ghép nối với PC

21

Hình 2.1

Giao diện phần mềm GPCSIM

22

Hình 2.2

Mô phỏng câu lệnh VTG, ZDA và GLL bằng phần mềm GpcSim.

25

Hình 2.3

Mô phỏng câu lệnh HDT bằng phần mềm GpcSim.

26

Hình 2.4

Sơ đồ mạch nguồn dùng IC 7805

27

Hình 2.5

Sơ đồ mạch khuếch đại NMEA dùng IC MAX485

28

Hình 3.1

Mạng NMEA 2000

31

Hình 3.2

Mạng NMEA 2000 thực tế trên tàu

31

Hình 3.3

Cấu trúc mạng NMEA 2000®

33

Hình 3.4

Cấu trúc mạng NMEA 2000®

33

LỜI NÓI ĐẦU

Thế giới bước vào thế kỉ 21 là kỉ nguyên của khoa học và công nghệ. Rất nhiều thành tựu khoa học đã, đang và sẽ được ứng dụng trong mọi lĩnh vực của sản xuất cũng như trong cuộc sống, và trong đó có ngành công nghiệp Hàng hải. Với sự phát triển của khoa học kĩ thuật các trang thiết bị nghi khí Hàng hải và vô tuyến hiện đại được trang bị rất nhiều trên tàu nhằm nâng cao hiệu quả khai thác và đảm bảo an toàn Hàng hải. Các trang thiết bị này cần phải được tích hợp với nhau thông qua một chuẩn tín hiệu để trao đổi thông tin và thu thập những dữ liệu cần thiết. Bên cạnh đó, các thiết bị Hàng hải hiện đại cũng cần dữ liệu từ nhiều nguồn khác nhau vì thế phải có một mạng lưới chuẩn để tích hợp dữ liệu đầu vào trên một kênh duy nhất. Chuẩn truyền thông NMEA 0183 được phát triển và ứng dụng trên tàu thuỷ đã đáp ứng được những yêu cầu trên.



Chính vì những lí do trên mà em đã lựa chọn đề tài : “Nghiên cứu chuẩn truyền thông NMEA 0183 và ứng dụng trong các trang thiết bị Hàng hải và Vô tuyến điện”.

Đề tài bao gồm những nội dung sau:

Chương 1: Phân tích chuẩn truyền thông NMEA 0183.

Chương 2: Ứng dụng của chuẩn truyền thông NMEA 0183 trong các trang thiết bị Hàng hải và Vô tuyến điện.

Chương 3: NMEA 2000 – Xu hướng phát triển của chuẩn ghép nối mới.

CHƯƠNG 1: PHÂN TÍCH CHUẨN TRUYỀN THÔNG NMEA 0183

1.1. Tổng quan.

1.1.1. Khái niệm.

NMEA ( National Marine Electronics Association ) là chuẩn Hàng hải do tổ chức điện tử Hàng hải của Mĩ phát triển và có liên kết chặt chẽ với ủy ban kĩ thuật điện quốc tế IEC. Chuẩn này ra đời để truyền dữ liệu giữa các thiết bị Hàng hải giúp chúng có thể trao đổi thông tin dễ dàng với nhau. Từ khi ra đời chuẩn NMEA luôn được sửa đổi và hoàn chỉnh, đến nay được biết đến với nhiều phiên bản khác nhau như NMEA 0180, NMEA 0182, NMEA 0183 và NMEA 2000®. Hiện nay trên một số các tàu cũ chuẩn NMEA 0180 và NMEA 0182 vẫn còn được sử dụng nhưng phổ biến và tất cả các trang thiết bị Hàng hải đều tương thích là chuẩn truyền thông NMEA 0183. Chuẩn truyền thông NMEA 0183 được phát hành vào tháng 3 - 1983 và đã phát triển qua nhiều phiên bản khác nhau và mới nhất hiện nay là NMEA 0183 V4.10.

Chuẩn NMEA 0183 là chuẩn truyền thông nối tiếp định nghĩa giao diện giữa các phần khác nhau của các trang thiết bị điện Hàng hải với các máy tính Hàng hải, cho phép chúng có thể bắt tay và chia sẻ những thông tin quan trọng với nhau. Có thể hiểu rằng, NMEA 0183 là một tiêu chuẩn kỹ thuật kết hợp điện và dữ liệu cho việc truyền thông giữa các trang thiết bị điện Hàng hải như máy đo sâu, máy đo gió, la bàn, lái tự động, máy thu định vị vệ tinh GPS và nhiều loại thiết bị khác. Do đó chuẩn NMEA 0183 dần trở thành chuẩn truyền thông phổ biến mà các trang thiết bị điện tử Hàng hải có thể sử dụng để kết nối với nhau. Ngoài ra, chuẩn này còn quy định cụ thể cả các kết nối điện tạo nên một hệ thống NMEA, phương pháp truyền thông truyền tải dữ liệu và định dạng những câu lệnh dữ liệu mang thông tin NMEA.

1.1.2. Đặc điểm truyền thông của chuẩn NMEA 0183.

Các đặc điểm kỹ thuật truyền dữ liệu của chuẩn NMEA 0183 phiên bản 1, 2 và 3 về cơ bản là giống như chuẩn kết nối RS 232 ở việc cài đặt: tốc độ 4800 baud, 1 bit Start, 1 bit Stop và 0 bit kiểm tra Parity.

Ngoài ra, chuẩn NMEA phiên bản 3 còn có thêm một tốc độ mới là 38400 baud làm cho nó còn được gọi là NMEA 0183-HS. Điều này cho phép thiết bị ARPA mới nhất và thiết bị nhận dạng AIS yêu cầu tốc độ liên kết cao hơn để gửi số lượng các thông tin lớn hơn.

Dữ liệu gửi đi tất cả ở dạng mã ASCII ( dữ liệu bit 7 luôn là bit 0 ), do đó có thể xem trực tiếp trên một chương trình máy tính “đầu cuối” mặc dù những gì được nhìn thấy có thể không có ý nghĩa nhiều.

1.2. Giao diện của NMEA 0183.

NMEA 0183 là một chuẩn truyền thông được thiết kế để truyền dữ liệu nối tiếp một chiều từ đài phát ( Talker ) đến một hay nhiều đài thu ( Listener ). Dữ liệu ở dạng mã ASCII chứa các thông tin về vị trí, tốc độ, hướng hành trình, độ sâu,…và độ dài một gói tin có thể từ 20-70 kí tự. Các thiết bị Talker và Listener được định nghĩa như sau:

- Talker: là thiết bị có thể gửi dữ liệu đến các thiết bị khác như máy thu GPS, máy đo sâu,…và nó được nhận dạng bởi 2 kí tự nhớ. Ví dụ: GP ( tín hiệu GPS ), AI ( tín hiệu AIS ).



- Listener: là thiết bị thu nhận dữ liệu từ các thiết bị khác như hải đồ điện tử, radar,…

Các thiết bị này sử dụng giao diện truyền nối tiếp không đồng bộ với các tham số như sau:

- Tốc độ baund : 4800.

- Số bit dữ liệu : 8 ( bit 7 là 0 ).

- Bit Stop : 1

- Bit Parity : None



Hình 1.1: Cấu trúc khung dữ liệu của chuẩn NMEA 0183
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   15


Cơ sở dữ liệu được bảo vệ bởi bản quyền ©hocday.com 2016
được sử dụng cho việc quản lý

    Quê hương