畢業(yè)設(shè)計_基于ais的船舶避碰數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計

1、基于 基于 AIS AIS 的船舶避碰數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計 的船舶避碰數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計摘要 摘要AIS ( Automatic Identification System)是工作在 VHF 海上頻段的船舶和岸基廣播數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。它是一種可在船與船之間以及船與岸之間交換數(shù)字信息的工具。本文首先對 AIS 及基于 AIS 船舶避碰系統(tǒng)進行簡介，對 AIS 的基本組成、基本功能，AIS 的工作過程、通信協(xié)議、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、本課題國內(nèi)外研究動態(tài)等進行綜

2、述。研究了基于 AIS 的船舶數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，從靜態(tài)信息：船長及寬度、船舶類別及 AIS 定位儀天線在船舶所處位置等；動態(tài)信息：精確及完整的船舶位置對地航線、對地速度、船首向和轉(zhuǎn)向速度等；航行相關(guān)信息：船舶吃水、目的地、計劃航行路線等；安全相關(guān)的短信息：重要的航行警告或重要的氣象警告等進行整體的研究及分析。本文先對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進行分析，從本船傳感器提取的信息數(shù)據(jù)主要有 DGPS 數(shù)據(jù)、Gyro 數(shù)據(jù)、Log 數(shù)據(jù)等。由 DGPS 數(shù)據(jù)可以得到

3、船舶對地航向、對地航速、GPS 位置信息。由 Gyro數(shù)據(jù)還可以得到轉(zhuǎn)向率，由 Log 數(shù)據(jù)可以得到航速。對這些數(shù)據(jù)進行濾波處理，可進一步得到更準(zhǔn)確、可靠的數(shù)據(jù)。針對接收到的數(shù)據(jù)，設(shè)計了模塊電路：鑒頻電路的設(shè)計，采用了互感耦合鑒頻器。解碼電路的設(shè)計，用 FSK 調(diào)制解調(diào)電路進行說明，并對其相關(guān)的原理進行了介紹。采用了 C5402DSP 芯片，并對它的功能，模塊流程圖進行了詳細(xì)的介紹。本文還采用了 RS-485 接口電路和 LCD 顯示電

4、路的設(shè)計。最后還進行軟件流程的設(shè)計，并編譯部分相關(guān)的程序。關(guān)鍵詞 關(guān)鍵詞：船舶避碰；AIS；數(shù)據(jù)采集目錄第 1 章 緒 論..................................................................51.1 課題的目的和意義......................................................51.2 課題的提出................

5、............................................51.3 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀........................................................51.4 論文的構(gòu)架............................................................6第 2 章 AIS 簡介 ........................

6、.......................................72.1 AIS 的由來 ...........................................................72.2 AIS 的功能 ............................................................72.3 AIS 的工作過程 ...................

7、....................................72.4 AIS 的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及特點 .................................................82.5 AIS 工作模式 ..........................................................92.6 AIS 協(xié)議數(shù)據(jù)格式與內(nèi)容 .........................

8、......................10第 3 章 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)方案設(shè)計..................................................133.1 基于 AIS 船舶避碰系統(tǒng)的提出...........................................133.2 基于 AIS 船舶避碰系統(tǒng)的功能與結(jié)構(gòu) .....................................13

9、3.2.1 基于 AIS 船舶避碰系統(tǒng)的功能.....................................133.2.2 基于 AIS 船舶避碰系統(tǒng)的結(jié)構(gòu).....................................143.3 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)方案的設(shè)計 ...............................................153.4 DSP 芯片模塊的設(shè)計 .................

10、..................................163.4.1 AIS 的關(guān)鍵技術(shù)研究 .............................................163.4.2 船舶避碰系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計.......................................163.4.3 主要模塊劃分................................................

11、...173.4.4 AIS 信息的采集 .................................................173.4.5 DSP 和 FPGA 的接口設(shè)計 ..........................................183.4.6 DSP 和 FPGA 與其他外圍電路的接口設(shè)計 ............................19第 4 章 模塊電路的設(shè)計........

12、................................................204.1 鑒頻電路的設(shè)計......................................................204.2 FSK 調(diào)制解調(diào)電路的設(shè)計 ...............................................214.2.1 基本原理.........................

13、..............................214.2.2 FSK 信號調(diào)制方式的實現(xiàn) .........................................224.2.3 FSK 信號解調(diào)方法的實現(xiàn) ........................................234.3 FSK 和 DSP 接口電路的設(shè)計 ........................................

14、.....244.4 RS-485 接口電路的設(shè)計 ................................................244.4.1 RS-485 接口標(biāo)準(zhǔn)概述 ............................................244.4.2 RS-485 的特性及原理 ............................................244.4.3 RS-485

15、 系統(tǒng)調(diào)試期間出現(xiàn)的問題 ..................................254.5 RS485 與 DSP 接口電路設(shè)計 .............................................26第 5 章 基于 AIS 船舶避碰系統(tǒng)軟件設(shè)計..........................................275.1.引導(dǎo)程序流程設(shè)計......................

16、...............................275.2 初始化程序設(shè)計.......................................................315.3 DSP 運算主程序 .......................................................325.3.1 DSP 中斷服務(wù)子程序 .............................