嵌入式海上AIS网络管理系统研究实现

摘要

海上船舶自动识别系统(AIS)是一种采用TDMA方式工作的新型助航设备。其优点是信息量大、实时性好、抗干扰能力强和越障碍传输。主要应用领域是船舶避碰、船舶交通管理系统。它以通信技术和计算机技术为依托，给海上船舶监视带来了革命性的进步。 本文分析研究了AIS系统中的软件部分——网络管理系统的原理，深入探讨了AIS中的关键技术，并给出了在Linux平台下嵌入式AIS网络管理系统的解决方案。 首先，论文介绍了AIS系统的组成结构，网络通信体系模型，以及AIS系统中时隙等重要概念。然后，在研究AIS网络管理系统的原理基础之上，分析AIS的四种时隙预约、选择算法：ITDMA、SOTDMA、RATDMA、FATDMA；研究AIS中的关键技术：时间同步，时隙复用等。其次，在Unux平台下，基于SOCKET通信，设计网络管理系统，并具体实现了网络管理系统的各阶段主要功能，和其中的时间同步，时隙复用等关键算法。最后，通过建立SOTDMA通信的数学模型，简要分析时隙选择的冲突概率。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1自动识别系统(AIS)产生的背景

1.2 AIS系统简介

1.3 AIS发展过程与现状

1.4论文选题的意义和主要研究内容

第二章AIS网络管理系统的原理

2.1 AIS系统结构及功能

2.2 AIS网络通信模型

2.3 AIS系统的重要概念及关键算法的研究

2.3.1 AIS工作模式

2.3.2 AIS的报告速率和时隙

2.3.3 AIS信息类型

2.3.4 AIS数据链路接入——时隙预约选择算法研究

2.3.5 AIS系统的时间同步

2.3.6时隙的复用

2.4 AIS网络管理系统的工作流程

第三章系统开发平台——嵌入式Linux操作系统研究

3.1嵌入式系统简介

3.2 Linux在嵌入式领域的应用

3.3 Linux的集成开发环境

3.4 AIS网络管理系统在Linux下使用的开发工具

第四章AIS网络管理系统的详细设计与实现

4.1 AIS网络管理系统总体方案设计

4.2 AIS网络管理系统分阶段详细设计

4.2.1网络侦听阶段

4.2.2网络登录阶段

4.2.3第一帧阶段

4.2.4连续操作阶段

4.2.5报告速率的改变阶段

4.3 AIS系统的通信模拟

4.3.1 Linux下的Socket通信编程

4.3.2信息收发的模拟实现

4.4 AIS系统时间同步算法设计

4.4.1 AIS同步源

4.4.2 AIS同步技术

4.4.3算法设计实现

4.5 AIS时隙复用初步研究

4.5.1候选时隙状态细分

4.5.2确定候选时隙的准则

4.5.3时隙入选优先级

4.5.4时隙复用仿真实现

4.6系统消息处理的设计实现

4.6.1 AIS系统消息结构

4.6.2 AIS系统消息管理

4.6.3消息处理设计实现

第五章系统仿真结果与性能分析

5.1系统仿真结果

5.2 AIS网络性能分析

5.2.1 AIS的网络容量

5.2.2 AIS信道冲突概率分析

第六章结论与展望

6.1论文工作总结

6.2对论文后续研究的展望

致谢

参考文献

在读期间发表的论文