Hình 3.4: Cấu trúc mạng NMEA 2000

Yêu cầu khi thiết kế nên một mạng NMEA 2000® gồm những thông tin sau:

- Các thiết bị dự định kết nối vào mạng.

- Vị trí tương đối của trục chính mạng và thiết bị trên tàu.

- Độ dài tương đối giữa các thiết bị và trục chính, độ dài tổng thể của trục chính.

- Sự tiêu hao nguồn nuôi của từng thiết bị.

Độ dài của cáp trục chính phải đảm bảo không vượt quá 200 mét. Đường cáp dẫn tín hiệu từ các thiết bị đến cáp trục chính không vượt quá 6 mét. Tốc độ tiêu chuẩn của mạng NMEA 2000® là 250 kbps. Việc sử dụng chỉ một cáp này có thể thay thế cho 50 đường cáp ở chuẩn NMEA 0183 nên tốc độ truyền dữ liệu cũng nhanh gấp 50 lần so với chuẩn NMEA 0183. Một số tốc độ truyền dữ liệu ứng với độ dài cáp được chỉ ra trong bảng sau:

Độ dài cáp ( m )	Tốc độ tuyền ( kbps )
25		1000
75		500
200		250
500		125
1100		62.5

Bảng 3.1: Tốc độ truyền dữ liệu theo độ dài cáp trục chính.

Cấu trúc mạng NMEA 2000® bao gồm:

- 254 địa chỉ mạng.

- Một kênh đơn.

- Cấu hình đường truyền song song là một hệ thống dây.

- Đường mạng thẳng, có điện trở ở đầu, cuối và có nhiều đường phân nhánh cho mỗi node riêng biệt.

- Truy cập mạng: Theo mã/ Đa truy nhập/ Phân chia xung đột.

- Mạng hoạt động đa chủ và có khả năng tự định lại cấu hình.

3.3. Phương thức chuyển đổi giữa NMEA 0183 và NMEA 2000®.

Chuẩn NMEA 0183 đang dần được thay thế bằng mạng NMEA 2000® tuy nhiên hiện nay nó vẫn còn được sử dụng trên rất nhiều tàu. Một số thiết bị đang sử dụng vẫn được thiết kế theo chuẩn NMEA 0183 tiêu biểu như thiết bị đo vận tốc gió và hướng gió. Việc nâng cấp và lắp đặt cho hệ thống mạng truyền thông trên tàu đóng mới gặp khó khăn do việc không nhất quán giữa chuẩn tín hiệu và thiết bị. Do đó cần phải có một bộ chuyển đổi giữa chuẩn cũ và chuẩn mới. Quá trình chuyển đổi cho phép thiết bị thiết kế theo chuẩn NMEA 0183 có thể kết nối vào mạng NMEA 2000® để truyền và nhận dữ liệu trên mạng theo kiểu chuyển đổi cấu trúc gói tin từ chuẩn NMEA 0183 sang chuẩn NMEA 2000® hoặc ngược lại. Gói tin chuyển từ chuẩn NMEA 2000® sang chuẩn NMEA 0183 sẽ thay đổi cấu trúc khung từ dạng câu lệnh sang dạng khung truyền tham số theo nhóm mà không làm thay đổi nội dung trong gói tin. Một số gói tin được chuyển đổi từ chuẩn NMEA 2000® sang chuẩn NMEA 0183 mô tả ở bảng sau:

- Chuyển đổi từ PGN 126992 ( System Time ) của chuẩn NMEA 2000® sang câu lệnh ZDA ( Time & Data ) của chuẩn NMEA 0183 chứa nội dung thời gian hệ thống:

NMEA 2000® PGN 126992 – System Time				NMEA 0183 Sentence ZDA – Time & Date
Field #	Description					Field #	Description
1	SID					1	UTC
2	Source					2	Day, 01 to 31
3	Reserved					3	Month, 01 to 12
4	Date					4	Year
5	Time					5	Null
						6	Null

- Chuyển đổi từ PGN 127245 ( Rudder) của chuẩn NMEA 2000® sang câu lệnh RSA ( RSA Sense Angle ) của chuẩn NMEA 0183 chứa thông tin về góc bánh lái của tàu:

NMEA 2000® PGN 127245 - Rudder				NMEA 0183 Sentence RSA – Rudder Sense Angle
Field #	Description					Field #		Description
1	Rudder Instance					1		Starboard Rudder Sensor
2	Direction Order					2		Starboard Status
3	Reserved					3		Null
4	Angle Order					4		Null
5	Position
6	Reserved

- Chuyển đổi từ PGN 128267 ( Watet Depth ) của chuẩn NMEA 2000® sang câu lệnh DPT ( Depth ) của chuẩn NMEA 0183 chứa nội dung thông tin về độ sâu:

NMEA 2000® PGN 128267 – Water Depth				NMEA 0183 Sentence DPT - Depth
Field #	Description					Field #		Description
1	SID					1		Water Depth Transducer
2	Water Depth Transducer					2		Offset from Transducer
3	Offset					3		Null
4	Reserved

- Chuyển đổi từ PGN 129025 ( Position, Rapid Update ) của chuẩn NMEA 2000® sang câu lệnh GLL ( Geographic Position Lat/Long ) của chuẩn NMEA 0183 chứa thông tin về tọa độ:

NMEA 2000® PGN 129025-Position, Rapid Update				NMEA 0183 Sentence GLL-Geographic Position Lat/Long
Field #	Description				Field #		Description
1	Latitude				1		Latitude
2	Longitude				2		N/S
					3		Longitude
					4		E/W
					5		Null
					6		Always Transmitted as “V”
					7		Always Transmitted as “N”

KẾT LUẬN

Ngày nay, khoa học công nghệ ngày càng phát triển thì các trang thiết bị điện tử Hàng hải hiện đại, thông minh xuất hiện ngày càng nhiều. Việc kết nối giữa các thiết bị đó một cách dễ dàng với nhau đảm bảo quá trình truyền dữ liệu giữa chúng là tốt nhất và quá trình khai thác được tối ưu hơn, nó đóng góp không nhỏ cho sự phát triển của ngành công nghiệp Hàng hải. Sự ra đời, phát triển và đóng góp của giao diện NMEA 0183 đánh dấu bước phát triển lớn của công nghệ trong việc nâng cao và hoàn thiện giao tiếp giữa các thiết bị nghi khí Hàng hải và Vô tuyến điện. Em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của thầy Vũ Văn Rực cũng như sự giúp đỡ của gia đình và bạn bè để em có thể hoàn thành đề tài này. Do thời gian làm bài và hiểu biết của em có hạn nên trong bài viết của em còn nhiều điều thiếu sót và hạn chế. Em mong nhận được sự góp ý, chỉ bảo từ các thầy cô và các bạn.

Em xin chân thành cảm ơn !

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Nghiên cứu chuẩn ghép nối trong hệ thống nghi khí và VTĐ Hàng hải.

http://vi.scribd.com/doc/182755342/Nghien-c%E1%BB%A9u-chu%E1%BA%A9n-ghep-n%E1%BB%91i-trong-h%E1%BB%87-th%E1%BB%91ng-nghi-khi-va-VT%C4%90-Hang-H%E1%BA%A3i#scribd

2. NMEA 0183.

3. The NMEA 0183 Protocol.

4. NMEA 0183 V220.

5. NMEA 2000.

…………………………………………………………………………………….

…………………………………………………………………………………….

………………………………………………………………………………….....

…………………………………………………………………………………….

…………………………………………………………………………………….

…………………………………………………………………………………….

2. Đánh giá chất lượng Đồ án/khóa luận tốt nghiệp (so với nội dung yêu cầu đã đề ra trên các mặt: lý luận, thực tiễn, chất lượng thuyết minh và các bản vẽ ):

…………………………………………………………………………………….

…………………………………………………………………………………….

…………………………………………………………………………………….

…………………………………………………………………………………….

…………………………………………………………………………………….

…………………………………………………………………………………….

…………………………………………………………………………………….

…………………………………………………………………………………….

3. Chấm điểm của giảng viên hướng dẫn

( Điểm ghi bằng số và chữ )

…………………………………………………………………………………….

…………………………………………………………………………………….

…………………………………………………………………………………….

…………………………………………………………………………………….

…………………………………………………………………………………….

…………………………………………………………………………………….

…………………………………………………………………………………….

…………………………………………………………………………………….

…………………………………………………………………………………….

…………………………………………………………………………………….

…………………………………………………………………………………….

…………………………………………………………………………………….

………………………………………………………………………………….....