無人艇信息網(wǎng)絡(luò)及控制系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、由于海洋權(quán)益及海洋環(huán)境保護(hù)問題的日益突出，水面無人艇的研究受到世界各國的普遍重視，我國也正在加緊研究中。無人艇作為維護(hù)海洋權(quán)益及監(jiān)測海洋環(huán)境的重要工具，將向著智能化、標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。安裝在艇上的各種設(shè)備和傳感器信息數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性和可靠性是實現(xiàn)無人艇操控的前提。因此，構(gòu)建一個穩(wěn)定的信息網(wǎng)絡(luò)是實現(xiàn)無人艇遠(yuǎn)程遙控與自主航行的首要條件。本文針對無人艇的這一要求展開了研究。
　　本課題的主要研究內(nèi)容是以自主研制的無人艇為平臺，選

2、取合適的通信方式將無人艇上的各個電子設(shè)備互聯(lián)，構(gòu)建一個將NMEA2000(NATIONAL MARINE ELECTRONICS ASSOCIATION 2000)網(wǎng)絡(luò)、以太網(wǎng)和串口通信相結(jié)合的無人艇信息網(wǎng)絡(luò)及相關(guān)控制系統(tǒng)，可以實時獲取無人艇的運(yùn)動信息并準(zhǔn)確發(fā)送控制命令。主要進(jìn)行了以下幾方面的研究工作:
　　首先對無人艇信息網(wǎng)絡(luò)及控制系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計，根據(jù)無人艇的通信需求以及各個設(shè)備的通信方式將系統(tǒng)劃分為底層和上層。底層由

3、NMEA2000網(wǎng)絡(luò)和串口通信組成，上層為以太網(wǎng)通信。然后對各個通信協(xié)議進(jìn)行設(shè)計，先是設(shè)計了串口通信的協(xié)議內(nèi)容與格式，包括NMEA0183協(xié)議的實現(xiàn)以及與主機(jī)推進(jìn)系統(tǒng)的通信方式。接著對NMEA2000協(xié)議的報文組成、報文發(fā)送和接收進(jìn)行了詳細(xì)解析，最后確定了以太網(wǎng)TCP（Transmission Control Protocol，傳輸控制協(xié)議）數(shù)據(jù)包的組成內(nèi)容并確定了用戶數(shù)據(jù)報文的定義規(guī)則，設(shè)計了基于NMEA2000、串口和以太網(wǎng)的無人艇