基于USB的航海雷達(dá)模擬器的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、安裝在船舶上的雷達(dá)是船長的眼睛，是必不可少的主要助航設(shè)備。它的主要優(yōu)點是：第一，船用雷達(dá)顯像直觀，使用方便，定位測量比較準(zhǔn)確；第二，船用雷達(dá)能在雨、雪、霧和夜航等不利條件下探測物標(biāo)，且作用距離遠(yuǎn)。船用雷達(dá)的這種作用，在船上眾多的助航儀器中是獨一無二的。因此，國際海事組織(IMO)對各類船舶必須裝備船用雷達(dá)的數(shù)量和性能都作了具體的規(guī)定。 STCW公約明確要求500總噸或以上船舶，負(fù)責(zé)航行值班的高級船員能使用雷達(dá)和自動雷達(dá)標(biāo)繪儀保持

2、安全航行。而操作、解釋和分析雷達(dá)獲得的信息的能力的培訓(xùn)必須通過航海雷達(dá)模擬器。 正因為如此，航海雷達(dá)模擬器在航海教學(xué)中占據(jù)十分重要的地位，模擬器教學(xué)將進(jìn)一步加強(qiáng)。近幾年，國內(nèi)不少單位都在研制以單片機(jī)為基礎(chǔ)的AVIMA模式的雷達(dá)信號發(fā)生器，顯然這種方法在研制大型雷達(dá)導(dǎo)航模擬器時已很難符合STCW公約的要求。以PC機(jī)為基礎(chǔ)，加上PC機(jī)的雷達(dá)接口，用圖形方式來研制雷達(dá)導(dǎo)航模擬器是一種新的趨勢。 由于USB技術(shù)較新，及其眾多優(yōu)點

3、背后的協(xié)議及設(shè)計應(yīng)用的復(fù)雜性，所以當(dāng)前還未出現(xiàn)基于USB技術(shù)的航海雷達(dá)模擬器。因此，研究并設(shè)計基于USB的雷達(dá)模擬器是一個具有重要價值的課題。 整個有關(guān)論文的理論部分著重分析了USB協(xié)議的重要內(nèi)容，并開發(fā)了相應(yīng)的軟件進(jìn)行了測試和實驗。 有關(guān)論文的實踐部分主要分為軟件設(shè)計和硬件設(shè)計兩部分。 硬件電路的設(shè)計涵蓋了雷達(dá)微機(jī)的USB連接電路，雷達(dá)視頻數(shù)據(jù)的傳輸、轉(zhuǎn)換及放大電路，觸發(fā)信號、方位信號、船首信號、計程儀信號及羅

4、經(jīng)信號的產(chǎn)生及驅(qū)動電路。在設(shè)計過程中，利用Protel 99SE設(shè)計了硬件電路，并且采用了多種抗干擾的可靠性措施。 嵌入式軟件是在KEIL集成環(huán)境下用C語言及匯編語言編寫并調(diào)試的，主要包括了嵌入式軟件的總體框架，視頻信號數(shù)據(jù)通過GPIF接口控制傳輸程序，觸發(fā)信號、方位信號及船首信號的產(chǎn)生程序。 WDM驅(qū)動程序提供了系統(tǒng)中雷達(dá)微機(jī)應(yīng)用程序和USB設(shè)備通信的主要功能。 雷達(dá)微機(jī)應(yīng)用程序提供了模擬器與用戶交互，雷達(dá)數(shù)據(jù)傳輸，