舰船导航系统CAN总线网络设计的关键技术

针对舰船传统导航系统中通讯方式的不足,提出了基于CAN总线的导航系统网络化方案,进行了双冗余CAN网络结构的设计。该方案中,综合导航显控台、各导航传感器及导航设备均挂接在CAN网络上,利用CAN总线这个开放统一的接口可以很好地实现各导航设备与舰船上其它系统的信息共享,从而提高了整个导航系统的自动化与可靠性。MATLAB仿真试验表明,基于CAN总线的导航系统网络化方案是可行的。     

应用北斗导航设计无人船艇通信数据传输系统

随着信息技术及控制技术的发展,智能驾驶技术在海上舰船中得到广泛应用。无人智能驾驶技术的基础是导航系统的精确及实时性。目前舰艇的主要导航技术有基于红外线信号﹑雷达信号﹑导航卫星信号等,本文重点研究了基于北斗导航系统BDS的无人艇通信数据传输系统,分析了系统数据格式及传输流程,最后对系统进行仿真。     

CAN总线在电机实时监测系统中的应用研究

针对大型电机组状态监测系统传感器类型繁多、集成化程度不高的问题，重点研究CAN（Controller Area Network）总线在电机组实时监测系统中的应用，完成基于CAN的传感网络节点硬件接口与软件通信协议的设计，并设计多节点通信的动态优先级算法。MSP430单片机作为子模块核心部件，实现对工程数据的高效获取和对CAN协议传输的控制；基于CAN总线实现数据实时、高效和高可靠性的传输。     

嵌入式MIMU/GPS紧组合导航数据控制实现

针对东南大学研制的嵌入式MIMU/GPS紧组合导航系统,研究了基于DSP和FPGA的组合导航计算机数据控制和传输。组合导航计算机由DSP、FPGA以及两片MCU等组成,DSP进行导航计算,FPGA负责外部数据的控制和准备,一片MCU实现GPS控制和解码,另一片MCU传递GPS数据和负责上位机通讯。嵌入式MIMU/GPS紧组合导航系统试验结果表明,MCU及DSP数据部分的控制和传输实时性好,能满足DSP对外围大量数据的需求。     

开放式、高可靠的舰船综合导航显控台设计及实现

将CAN总线、以太网技术应用于新型综合导航显控台,为舰船提供开放的导航信息平台,实现信息资源的共享。为提高系统的硬件可靠性,采用高性能的嵌入式PC/104模块,并对以太网及CAN总线进行了冗余设计,软件上以实时多任务嵌入式操作系统(Vxworks)作为软件系统平台,充分利用先进的计算机软件技术,提高综合导航显控台的整体性能。     

基于物联网的多船舶联合通信系统设计

利用传统多船舶联合通信系统对数据信息进行传输,存在数据传输效率低,容错率低的问题。针对上述问题,设计一个基于物联网的多船舶联合通信系统。该系统设计主要分为3部分:1)构建系统整体框架;2)根据框架设计系统硬件,包括中央控制芯片设计、联合通信接口设备设计、A/D转换芯片设计;3)设计系统软件,为系统硬件提供运行逻辑,包括系统控制模块设计、联合通信接口模块设计、信息传输模块设计。结果表明:随着传输数据总量的增长,本系统传输效率和容错率一直控制在90%以上,远远高于基于CAN总线的联合通信系统、基于时变协作的联合通信系统的传输效率和容错率。     

NMEA2000协议解析及其在船舶导航系统中的应用

CAN现场总线是NMEA2000协议的基础，对船载电子设备网络系统的构建起到关键作用。对NMEA2000协议进行了解析，描述了协议功能及分层结构。在船舶导航系统中，应用NMEA2000协议的消息参数群对导航信息数据进行组织与传输，是实现船舶集成管理的解决方法。     

船舶导航网络通信技术的研究

针对传统的船舶导航系统通信网络采用单一的通信方式存在的缺陷,提出一种新型的网络技术,即将串口技术、CAN总线技术和以太网技术有效结合,高效完成导航系统内部和各系统之间的信息传输,组建船舶导航通信网络系统的结构,分析通信网络的工作原理。     

基于CAN总线的水下通信系统设计

为减少水下通信系统线束的数量,同时保证水下通信系统的稳定性与可靠性,采用CAN总线作为现场总线来进行数据传输。结合水下通信系统的特点,设计了CAN总线的整体网络结构,并采用独立的CAN总线控制器SJA1000和CAN总线收发器PCA82C250设计了CAN总线的接口,编写了相应的上位机软件程序。CAN总线的引入在保证数据通信质量的同时,减少了系统的复杂程度。体现了CAN总线多主网络,抗干扰能力强,传输速率高,结构简单等方面的优势。     

舰船导航系统架构发展概述

通过回顾国内舰船导航系统发展历程,对不同时期的体系架构进行归纳总结,并介绍基于串口、CAN总线和以太网三种技术的不同体系架构的设计原理、信息流程,同时详细地对比分析了星型串口结构、CAN总线结构、以太网结构架构的优缺点。相关经验可为导航系统和其他系统的体系架构设计及优化提供思路。     

基于视觉传达技术的舰船三维导航系统

为增大舰船导航节点间SKT响应系数的表现实值,解决导航耦合反应能力较弱的问题,设计基于视觉传达技术的舰船三维导航系统。按照三维模型架构中的信息传输需求,连接导航移动端与GIS组件,完成导航系统的硬件运行环境搭建。在此基础上,提取三维数据库中的舰船航行数据,完善导航系统的实际应用流程,实现系统的软件运行环境搭建,结合相关硬件执行设备,完成视觉传达技术舰船三维导航系统的顺利应用。对比实验结果表明,与传统IBS系统相比,应用新型三维导航系统后,SKT响应系数最大值达到7.86,大幅提升舰船导航节点间的耦合反应能力。     

基于惯导DVL的船舶组合导航系统开发

船舶组合导航系统中包含了多种导通装置,以保障船舶在复杂环境下的航行安全,而常见的有基于惯性导航的多普勒雷达系统(DVL),该系统具有一定的冗余特性,能够显著提高船舶导航的精确度。本文建立船舶组合导航姿态控制系统的数学模型,得到该模型的误差量,介绍硬件设计流程,对导航数据的处理过程进行研究,最后根据组合导航系统的要求,实现DVL惯性导航系统的功能。     

分布式总线通信模块在船舶防火监控与报警系统的应用

船舶火灾自动监控与报警是船舶自动化系统的重要组成部分,也是一个国家造船水平的体现。分布式总线在船舶防火监控中应用非常普遍。CAN总线能够实现不同节点之间的通信,并且具有传输速度快、可靠性高等特点。本文提出了一种基于CAN总线的船舶防火监控与报警系统,对CAN总线的原理进行分析,设计系统的整体结构,研究了CAN协议的2种报文结构,最后对CAN总线通信模块进行了设计和测试,测试结果表明,CAN总线通信模块具有良好的准确性和稳定性,本文的研究结果可以为其他研究人员提供一些借鉴。     

利用北斗传输的海洋观测航道浮标

本文介绍了利用北斗传输的海洋观测航道浮标,该浮标抛设在天津港复式航道上,既可以作为导航浮标,也可以作为海洋观测的载体浮标,并且利用北斗卫星导航系统实现了数据传输。     

现代信息技术在船舶通信导航系统中的应用

为避免船舶通信数据的错误传输,延长稳定性航行状态的持续时间,针对现代信息技术在船舶通信导航信息系统中的应用展开研究。借助信息预编码条件,确定与船舶通信导航相关的最大信息似然值解码量,实现现代信息技术的应用特点分析。在此基础上,连接导航基带电路,利用通信数据转换模板,得到准确的信息时延量数值,完成船舶通信导航信息系统设计,实现现代信息技术在船舶通信导航系统中的应用。对比实验结果表明,与传统导频型导航系统相比,新型通信导航信息系统可将船舶通信数据的传输误码率控制在45%以下,能够实现对船体稳定性航行状态持续时间的有效延长。     

船舶水下噪声测量系统数字传输技术的研究

数字通信技术是未来信息传输的发展方向。我国目前所用的船舶水下噪声测量系统的数据传输主要采用模拟传输技术,存在较多弊端。本文所介绍的是采用数字通信技术实现船舶水下噪声测量的数据传输。主要是采用RS-485总线标准作为接口技术,以半双工的通信方式,通过一根同轴电缆作为数据和电源信号同步传输的介质,实现了水下长距离、高速率的数据传输。     

CAN总线及其在舰船测量组合系统中的应用

介绍了CAN现场总线的发展、分层结构及性能特点，同时设计了CAN总线在舰船导航测量系统中的应用方案。     

基于多传感器采集信息的水下机器人导航系统

设计基于多传感器采集信息的水下机器人导航系统,确保水下机器人能够高效完成水下任务,并改善其导航效果。构建水下机器人导航系统结构,传感器采集模块通过安装于水下机器人上的惯性测量单元、水温水压传感器、GPS传感器、视觉传感器获取其姿态、深度、位置、运动环境信息,数据处理模块调用联合卡尔曼滤波算法实现各种信息的融合后,经通信串口传输至运动控制模块,由主控制器实现水下机器人的运动控制。经以太网通信模块将融合后的数据传输到上位机中,导航模块通过避障算法和路径规划算法实现水下机器人的导航,并呈现导航结果。实验结果表明：该系统可实现多传感器采集信息的融合,融合后速度、位置误差获得有效降低;导航轨迹曲线与实际轨迹基本一致;可实现障碍物避障,并规划出运动轨迹。     

基于DSP与FPGA电子芯片的舰船导航系统设计

针对传统的基于GPS的舰船导航系统的定位误差较大的问题,设计基于DSP和FPGA电子芯片的舰船导航系统。首先规定导航坐标系坐标变换规则,确定导航系统中不同坐标系的转换方式。其次使用卡尔曼滤波器对导航数据进行融合处理,根据融合后的导航参数,完成导航罗经的对准。最后将对准后的导航罗经参数经由FPGA传输至显示器上,完成基于DSP和FPGA电子芯片的舰船导航系统设计。通过与基于GPS的舰船导航系统的对比实验,证明了基于DSP和FPGA电子芯片的舰船导航系统的定位误差更小,具有优越性。     

基于CAN总线的VDR数据采集系统设计

介绍了CAN总线技术在船载航行数据记录仪上的应用，给出了航行数据记录仪系统结构并进行了CAN总线的数据通讯系统的硬件架构和软件设计。研究了本系统基于CAN总线各个模块的功能，给出了其在Linux平台下的驱动以及通讯方法的具体应用，并用VB编写了CAN总线的上位机通讯软件。