船用網(wǎng)絡(luò)信息交換與監(jiān)控技術(shù)研究.pdf

1、建立一個全船性的綜合信息網(wǎng)絡(luò)平臺是現(xiàn)代船舶未來發(fā)展的趨勢與潮流,為方便實現(xiàn)全船信息的共享,提高艦船的自動化及智能化,進一步加強艦船自身的安全性能,艦船上的所有系統(tǒng)(包括作戰(zhàn)、通信、操控、導(dǎo)航等系統(tǒng)的所有傳感器及控制計算機等)都需要掛接到這一綜合信息網(wǎng)絡(luò)平臺上。目前,艦船的部分系統(tǒng)己經(jīng)實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)化,但不同系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)間存在著網(wǎng)絡(luò)的傳輸方式與協(xié)議不同,信息無法共享的問題。為了解決該問題,本文設(shè)計了一種信息傳輸方案,來實現(xiàn)不同船用網(wǎng)絡(luò)間的信息交換

2、與數(shù)據(jù)監(jiān)控,以滿足現(xiàn)代船舶導(dǎo)航系統(tǒng)綜合化、智能化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化的要求。在該方案中,各導(dǎo)航傳感器及導(dǎo)航設(shè)備都掛接在本文設(shè)計的綜合網(wǎng)關(guān)上,利用該網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)傳輸方式下信息的轉(zhuǎn)發(fā)與監(jiān)控,進而實現(xiàn)了各導(dǎo)航設(shè)備與艦上其它系統(tǒng)的信息共享,為簡化設(shè)計,降低使用及管理的復(fù)雜性,及各艦船網(wǎng)絡(luò)信息化改進的成本,需要在現(xiàn)有船用網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上,設(shè)計開發(fā)一個適合不同船用網(wǎng)絡(luò)之間信息交換的樞紐,即“網(wǎng)關(guān)”。通過該網(wǎng)關(guān)將現(xiàn)有的船舶信息傳輸網(wǎng)絡(luò)與導(dǎo)航平臺網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)為

3、一個整體,更好地實現(xiàn)了船用網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控與信息交換功能。
　　 針對船用網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)總線,本文提出了多總線在不需增加硬件轉(zhuǎn)換設(shè)備的前提下實現(xiàn)監(jiān)控與信息交換的通訊方案。并在VxWorks嵌入式操作系統(tǒng)及Tornado集成開發(fā)環(huán)境下,研究船用網(wǎng)絡(luò)信息交換與監(jiān)控技術(shù)。將現(xiàn)有的船舶信息傳輸網(wǎng)絡(luò)與導(dǎo)航平臺網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)為一個整體。
　　 論文首先研究了目前艦船常用的三種網(wǎng)絡(luò)技術(shù),CAN總線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、串口通信技術(shù)、以太網(wǎng)技術(shù)與嵌入式網(wǎng)關(guān)技術(shù),

4、為提出可行的船用網(wǎng)絡(luò)間的信息交換與數(shù)據(jù)監(jiān)控技術(shù)提供了基礎(chǔ)保證。其次,通過以上的研究分析,選擇了綜合網(wǎng)關(guān)的硬件、軟件開發(fā)設(shè)計平臺,提出了網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控與信息交換總體設(shè)計方案。再次,利用上述硬軟件開發(fā)平臺,分別設(shè)計并實現(xiàn)了CAN、串口、以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)監(jiān)控及收發(fā)功能模塊,在此基礎(chǔ)上設(shè)計了三種網(wǎng)絡(luò)通信方式間的信息交換方案,完成了綜合網(wǎng)關(guān)的設(shè)計、實現(xiàn)工作。之后,本文針對常用的導(dǎo)航設(shè)備,設(shè)計了各網(wǎng)絡(luò)間的導(dǎo)航報文通信協(xié)議,并設(shè)計、實現(xiàn)了基于應(yīng)用層的船舶導(dǎo)航系