船舶远程监控及数据交换系统的研究与应用

摘要

船舶远程监控以及船岸数据通信是现代海上运输业实现信息化、科学化管理的重要手段。论文结合国内两家大型远洋运输公司对其在航船舶进行远程监控及科学管理的实际需求，分析了其现有船岸通信系统的工作原理和功能上的部分不足，设计并实现了船舶远程监控及数据交换系统。 该系统由船舶端、陆地端和卫星链路三个子系统构成，船舶端子系统接收并响应陆地端发来的各监控指令及数据交换请求，同时按照陆地端预先设置的规则在合适的时机自动向陆地端发送相应船舶信息数据，船舶端与陆地端的数据通信是依靠Inmarsat卫星链路实现的。 论文根据系统需求设计了报文层通信协议，用于实现船舶端与陆地端之间信息交换。此外，船舶端子系统中各单元之间的通信协议(包括船舶保安报警系统和船载自动识别系统的通信协议)采用相应的行业标准和国际标准。 船舶端子系统的核心单元船舶端控制器是一个嵌入式设备，其硬件部分是由删处理器S3C2440、SDRAM、FLASH存储器、串行口和网络接口等构成的最小系统。软件部分是基于嵌入式Linux系统的船舶监控和数据交换软件。软件系统中还移植了嵌入式Web服务器BOA，利用WEB及CGI技术等为安装工程师和船上系统维护人员提供一个系统配置和管理界面；移植了SAMBA服务器用于和船舶局域网进行数据交换，从而实现了船舶端与陆地端的小型文件交换功能。 陆地端子系统由卫星地面站、陆上公众通信网络和船务公司远程控制室构成，文中讨论了陆地端远程监控软件的设计方法并给出了一个实例。论文最后给出了船舶远程监控及数据交换系统的测试方法、步骤及测试数据。测试结果表明其满足设计要求。本系统目前已正式投入使用，运行效果良好。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1论文选题背景

1.2船舶监控及船岸通信系统的发展及现状

1.3论文主要研究内容

2RMDESS系统概述

2.1RMDESS设计目标

2.2RMDESS相关业务及现有设施介绍

2.2.1INMARSAT组织与Inmarsat卫星通信系统

2.2.2船舶保安报警系统SSAS

2.2.3船载自动识别系统AIS

2.2.4船舶局域网

2.3RMDESS系统需求

2.3.1功能性需求

2.3.2非功能性需求

3RMDESS系统总体设计

3.1RMDESS体系结构及工作原理

3.2RMDESS的通信协议

3.2.1报文层通信协议的设计与实现

3.2.2船舶端控制器与SSAS的通信协议

3.2.3船舶端控制器与AIS的通信协议

4RMDESS系统详细设计及实现

4.1船舶端子系统结构及工作原理

4.2船舶端控制器的软件系统

4.2.1船舶端控制器的软件系统的层次结构

4.2.2SSC模块的设计与实现

4.2.3AIS模块的设计与实现

4.2.4SSAS模块的设计与实现

4.2.5NET模块的设计与实现

4.2.6SAMBA服务器及其在本系统中的应用

4.2.7CGI+Html模块的设计与实现

4.3船舶端控制器的硬件系统

4.4船舶端控制器的系统集成

4.4.1船舶端控制器硬件系统的集成

4.4.2嵌入式Linux操作系统的移植

4.4.3应用软件及文件系统的下载

4.5陆地端子系统简介

4.5.1陆地端子系统构成

4.5.2陆地端远程监控软件

5RMDESS系统测试

5.1实验室测试

5.2车载测试

5.3实船测试

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢