船舶避碰数据处理系统设计方案 .docx
《船舶避碰数据处理系统设计方案 .docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《船舶避碰数据处理系统设计方案 .docx(30页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、精品名师归纳总结东海科学技术学院毕 业 论 文设计)题目:船舶避碰数据处理系统设计系:机电系同学姓名:专业:电子信息工程班级: 指导老师: 起止日期:2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结船舶避碰数据处理系统设计杨斌浙江海洋学院东海科学技术学院机电系 浙江舟山 316004摘要随着航海技术的快速进展,船舶避碰的处理方式也在不断进步。但是船舶碰撞事故仍是层出不穷屡屡发生。这对人类的财产和生命造成了严峻危害。因此,为了防止航海事故的发生,对船舶信息进行准时分把握和精确处理是相当重要的。本文在基于AIS 技术的基础上, 绽开了船舶避碰数据处理系统的设计。本文第一介绍了船舶避碰技术的讨论背
2、景,提出了一些船舶避碰的方法,如常用的无线 电通信设备,如船载雷达、VHF 电台等。比较这些设备、技术的优缺点,提出了船舶自动识别系统 and take a brief description of the development ofAIS technology. It also describes the structure of the AIS,operating mode, work features, and the key technologies ofAIS. Secondly, it proposes the AIS-based collision avoidance syst
3、em,and describes the work theory and advantages of this technology. Through introducing the the application of typical examples , which highlights the superiority of AIS-based collision avoidance system.Then, according to the AIS-based collision avoidance system ,it gets the study and research about
4、 data processing system design of the avoidance of ship collision. AIS- based collision avoidance system implements the various unit circuits , some interface circuit frames, and DSP for control system analysis. In addition,it also designs the appropriate simulation flowchart, part of the program fo
5、r writing and debugging. Based on AIS of collision avoidance technology, collision data processing system is a mainly key research content. Bycounting the collisionofthe relevant parameters, and determineing the safety of the ship. Therefore, data processing, calculate the collision, the flowchart w
6、illdesign program is the subject of this article. Finally, the vessel collision datKeywords : AIS,Avoidance of Collision,data analysis, DSP, CPA目录摘要 I AbstractII第 1 章 绪论 11.1 引言 11.2 讨论背景 11.3 本文的主要工作 2第 2 章 船舶自动识别系统 AIS) 32.1 AIS的构成及功能 32.1.1 AIS的构成 32.1.2 AIS的功能 42.2 AIS的操作模式42.3 AIS的技术特点52.4 AIS的
7、典型应用6第 3 章 船舶避碰数据处理系统的方案与硬件设计8可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结3.1 基于 AIS 的船舶避碰系统的结构及功能 83.1.1 基于 AIS 的船舶避碰系统的结构 83.1.2 基于 AIS 的船舶避碰系统的功能 93.1.3 基于 AIS 的船舶避碰系统的方案比较 103.2 数据处理系统方案的确定 113.3 主要模块设计 113.3.1 DSP 和 FPGA的接口设计 113.2.3接口电路的芯片介绍 123.4 船舶动态信息的数据运算 143.4.1 船舶的碰撞危急 153.4.2 船舶避碰参数的运算 15第 4 章 流程与部分程序流程设计
8、194.1 船舶避碰数据处理系统设计的实现194.2 DSP 读取程序的设计 204.3 初始化程序的设计 214.4 TCPA、CPA运算子程序的设计 22小 结 23致 谢 24【参考文献】 25可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结第 1 章 绪论1.1 引言随着航海技术的进步,海上运输量越来越大,船舶航行密度增大,导致了财产和生命缺失的严峻后果。为了防止船舶在海上航行时的碰撞,保证船舶的航行安全性是解决船舶避碰的关键。因此,讨论相关船舶避碰技术,把握和分析海上其它船舶的静态信息、动态信息是至关重要的事情。AIS 技术的使用,不仅有助于提高船舶航行的安全性和效率外,仍可以加强对
9、海洋环境的爱护。 AIS 技术的强大功能,使得该技术受到越来越国家的关注。目前无论是国内仍是国外, AIS 技术都得到了广泛的应用。为了更好的解决船舶避碰这个问题,本文绽开了基于 AIS 的船舶避碰数据处理系统的设计。通过对船舶数据的处理,以及碰撞危急参数的运算,从而进行船舶遇险判定,是做好船舶遇险猜测工作的重要过程,也是船舶安全航行 的保证。1.2 讨论背景关于对船舶避碰技术的讨论,经受了多个进展阶段。在二十世纪五、六十岁月,西欧国家第一提出了船舶避碰问题,并对船舶避碰数据处理问题绽开了理论上的初步讨论。在二十世纪九十岁月初,主要通过运用船载雷达和甚高频VHF)设备来处理船舶避碰问题, 并且
10、对这些设备的应用已达到成熟阶段。但是,由于这两种避碰技术自身存在着的性能缺陷和局限性,如雷达设备特别简洁受天气因素的影响不能识别其它船舶的船名和国籍等,VHF 设备有着不行防止的人为操作影响,用起来效率不高。这使得对雷达和VHF 设备的性能无法做出更近一步的讨论。在二十世纪九十岁月,欧美一些发达国家开头着手对船舶自动猎取信息以及航行状态相关技术的讨论,特殊在AIS 技术方面做了大量的讨论工作和试验。经过这半个世纪的讨论和探究,随着自动识别系统AIS )技术的显现,船舶避碰技术有了突破性的进展。AIS 技术作为一项最新的船舶技术,在众多的欧美国家特殊是在欧洲国家得到了快速进展。近几年,随着AIS
11、技术从理论讨论阶段到有用阶段的跨过,AIS 技术的应用越来越来越多。目前,AIS 技术在船舶交通治理上,省去人工操作的那一部分, 减小人为因素带来的数据误差和影响。对于船舶避碰, AIS 信息除了能供应高精度的航行数据外,仍可以供应其它目标船舶的操作意向,这就特别有利于船舶的避让操作。在欧洲,瑞典是AIS 技术的发源的,已有相当多的公司推出了完整的 AIS 船用设备和岸基设备。我国的航海技术水平相对于欧美国家,差距仍是比可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结较大的。因此,设计出高质量的船舶避碰数据处理系统为我国的船舶避碰技术的开发奠定了基础。我国经济的快速增长,为研发中国自己的船舶避
12、碰技术供应了良好的条件。现阶段,我国有众多从事国际航运船舶的相关技术人员,通过学习国外先进技术和船舶避碰数据处理学问,讨论分析 AIS 的使用技术,力争研制开发国产高质量 AIS 设备,建立更高效的 VTS是目前中国国内对 AIS 技术的高要求。在船舶运输日益大型化、高速化的同时,海上交通状况也日益复杂、繁忙。基于雷达 技术和 VHF 技术的船舶自动识别和通讯己很难满意将来的需要,这就迫切要求有新的船舶避碰技术来满意这些需要。AIS技术作为一项在理论上已趋于成熟的新兴船舶避碰技术, 讨论基于 AIS 的船舶避碰技术,给船舶避碰问题带来了新的期望。1.3 本文的主要工作本文的目的是实现基于AIS
13、 船舶避碰数据处理系统的设计。因此,论文的主要工作集中在以下几个方面:1、介绍了 AIS的典型应用和工作原理。本文要做的主要是设计一套用于船舶避碰的 AIS 数据处理系统。所以我们第一介绍了AIS 的技术原理与工作过程,为后文的进行做好预备。2、介绍了船舶避碰技术的讨论背景,提出了一些处理海上碰撞问题经常用的无线电通信设备,如导航雷达、VHF 电台等。通过比较这些设备、技术的优缺点,提出了船舶自动识别系统 AIS)的概念,并对AIS 技术的进展状况进行了简洁描述。此外,仍介绍了AIS的结构功能、工作模式、工作特点等学问,绽开对AIS 的关键技术的讨论。3、分析基于 AIS 的船舶避碰系统。介绍
14、了该系统的结构特点、工作原理及优点。通过典型的应用举例,强调了基于AIS 的船舶避碰系统的优越性。4、在学习和讨论AIS 系统的基础上,提出了船舶避碰数据处理系统的设计方案。对基于 AIS 的船舶避碰系统进行各单元电路及其接口电路的设计,并以DSP 为核心软件,进行掌握系统分析。此外,仍设计了相应的仿真流程图。在基于AIS 的船舶避碰技术的基础上,主要对船舶信息的数据处理部分绽开了重点讨论。在实践的过程中,通过模拟接收AIS信息数据,运算船舶运动参数,依据会遇形势运算碰撞危急度并给出避碰建议,如CPA、DCPA等值,用来判定船舶的安全性。第 2 章 船舶自动识别系统VHF 数字通信通道 : 主
15、要用于转发和接收广播的GPS等其它船位信息。2 信息处理与掌握器: 内部装有嵌入式微处理器系统,是全机的掌握中心。3GPS接收机 : 能为船舶供应相关的运动参数以及精确的时间基准。4 船桥设备接口 : 主要用于船舶信息的收集和输出。GPSVHF显示终端AIS收发机电源传感器数据报警2.1 AIS的硬件构成AIS的软件构成部分由三个部分组成:1 )网络软件 : 依据国际电联提出的技术标准,掌握和组织无线数字通信网的运行。2 )系统掌握软件: 掌握 AIS 的各部分来和谐工作。13 )接口软件 : 供应接口信息处理和掌握功能。2.1.2 AIS的功能AIS的目的是实现在肯定范畴内全部安装无线电应答
16、器的船舶之间都能相互“看得见”。船舶之间“看得见”,意味着不须人为介入便能够连续交换重要的航行数据,其中最重要的数据包括船名、船籍、船位、船速、航向等。只有当这些信息可自动、连续的传送给所需船舶, AIS 才可称为无线电自动识别系统2 。从 AIS 的目的中我们可以看出,它为船舶航行的安全性和牢靠性供应了保证,是一项功能强大、新型的航海技术。从图 2.1 的 AIS 硬件构成中可见每艘船都安装了AIS 收发机,起着接收信息和发送信息的重要作用。在船舶即将遇险的状况下,本船可以通过AIS 收发机,将自己的航行信息可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结发送给其它航行中的船舶,并接收四周其
17、它目标船舶发送来的航行信息。通过对所接收信 息的准时处理,就可防止船舶在海上的碰撞事故。现在对AIS 的具体功能阐述如下:1) AIS 能较好的解决船舶交通治理系统VTS)中存在的船舶自动识别问题。由于VTS目前主要观测对象是雷达和VHF 设备,而这些设备自身的局限性又给船舶的自动的识别带来了麻烦。 VTS 在处理它们所供应的信息时,会花费比较多的时间,这就给船舶的准时危险判定带来了困难,提高了船舶的碰撞概率。相反的,AIS是集自动化和智能化的系统, 能够快速而又有效的进行船舶自动识别,这就给VTS的工作减轻了不少负担。2) AIS 能够满意船舶避碰通信过程中对船舶识别的需要。目前,在处理船舶
18、避碰问题中时广泛使用的无线电通信设备是VHF 电台。由于VHF 无法自动猎取其它目标船舶标识,所以在实际应用中难以在本船进行实际操作前与其它船舶达成避碰协议。此外,VHF 也有可能造成时间延误的紧迫局面,给船舶的航行安全性和牢靠性造成威逼。而AIS 的快速反应,降低了船舶碰撞的可能性。3) AIS 为船舶航行供应了新的观测手段。目前,雷达是船舶使用的主要观测手段。但是由于雷达自身存在的缺陷如只能供应船位和速度信息,并简洁受到天气、的势等环境因素的影响),使得雷达的使用特别有局限性,这也该船舶避碰带来了技术难点。随着AIS 的显现, AIS 除了能供应船位和速速信息外,仍能供应船舶的航行状态、船
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 船舶避碰数据处理系统设计方案 船舶 数据处理系统 设计方案
限制150内