基于IEC61162协议的船舶雷达控制面板设计与实现

摘要

随着海上交通的发展，不断增长的船舶数量和交通密度严重影响着水域交通安全，频繁发生的海上事故将会造成生命与财产的重大损失。船用雷达和通用船舶自动识别系统AIS（Automatic Identification System）作为船舶导航的必需品，在船舶避碰、港口交管和航行安全等方面起着举足轻重的作用。由于雷达和AIS有着各自的优缺点，不能互相取代，目前船舶上是将这两种设备单独使用。但随着人们对导航信息精度要求的不断提高，雷达与AIS及船上其他导航设备的结合使用、多设备的综合控制以及多信息的融合，已经成为了一种必然趋势。
　　本文在分析了串行通信的基本原理及多种串行接口的基础上，基于由IEC所制定的IEC61162协议，设计完成了一个能够对雷达和AIS及其他助航设备进行综合控制管理的雷达控制面板。该控制面板有三大特色：一是基于雷达和AIS的数据融合技术，控制面板能够同时对雷达信息和AIS信息进行调控，实现两种导航设备信息的融合与分离；二是控制面板的数据指令完全按照IEC61162协议进行设计，实现了通信数据的协议化，使得对不同导航设备的综合控制成为可能；三是控制面板拥有三个不同串行接口，可满足不同设备商所生产的导航设备间的连接，方便不同船舶导航系统的使用。
　　经实地测试，本文所设计的雷达控制面板能够完成船用雷达控制单元的基本功能，可对雷达图像、雷达信号及雷达性能进行控制操作，同时可对AIS、GPS、罗经和电子海图等进行控制。在实现多功能的同时，本面板的多串口连接、串口通信数据的协议化，使得该设计满足国际化的标准，为雷达和AIS在操作终端的数据融合提出了新思路。

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1 绪 论

1.1 本课题研究的背景和意义

1.2 本课题国内外研究现状及发展趋势

1.3 本课题主要研究内容和章节安排

2 船舶导航设备常用通信接口研究

2.1 串行通信方式

2.2 RS232接口标准分析

2.3 RS422/485接口标准分析

2.4 USB总线协议分析

2.5 本章小结

3 雷达控制面板硬件电路设计

3.1雷达控制面板功能要求

3.2 雷达控制面板工作模式及系统结构设计

3.3微处理器模块

3.4 电源模块电路设计

3.5 串行通信模块电路设计

3.6 PCB的设计实现

3.7 本章小结

4 雷达控制面板固件程序设计

4.1 固件程序设计思路

4.2 IEC61162协议分析

4.3系统初始化程序设计

4.4各功能模块程序设计

4.5 本章小结

5 系统测试

5.1 硬件测试

5.2 通信接口及数据传输测试

5.3 控制功能实地测试

5.4 本章小结

6 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

致谢

参考文献

附录