【摘要】：隨著全球航運(yùn)事業(yè)的發(fā)展,在水上交通日益發(fā)達(dá)、繁重的今天,船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)逐漸取代雷達(dá)進(jìn)而成為水上導(dǎo)航的主流技術(shù)。該系統(tǒng)通過自動(dòng)搜集周圍船舶的廣播消息,并且實(shí)時(shí)提取解析其中的船舶動(dòng)靜態(tài)信息,以達(dá)到時(shí)刻掌握水上船只航行情況的目的。在國內(nèi),缺乏對(duì)該技術(shù)軟件和硬件方面的深度研究以及船舶自動(dòng)識(shí)別技術(shù)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),技術(shù)與設(shè)備大都依賴進(jìn)口,因此有可能會(huì)導(dǎo)致船舶信息對(duì)外泄露,所以對(duì)該技術(shù)的研究勢(shì)在必行。由于船上實(shí)際操作空間、電源適配、功能需求等因素的限制,因此該系統(tǒng)更適合在具有靈活性、實(shí)時(shí)性、可靠性、設(shè)備占用空間小等優(yōu)勢(shì)的嵌入式設(shè)備上運(yùn)行。本文針對(duì)以上情況,將嵌入式技術(shù)、設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)與船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)相結(jié)合,設(shè)計(jì)并開發(fā)出了一套軟件系統(tǒng)。課題的主要研究內(nèi)容包括系統(tǒng)信息解析、船舶避碰模型的建立和碰撞危險(xiǎn)度參數(shù)計(jì)算、人機(jī)交互界面設(shè)計(jì)以及代碼移植等。首先,對(duì)船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)中信息種類和格式進(jìn)行分析,然后對(duì)其碼文的解析進(jìn)行深入研究,最終使該系統(tǒng)可以對(duì)碼文完成緩存、分類、解碼、傳輸和顯示一系列處理,并根據(jù)實(shí)際需求獨(dú)立顯示出船舶的動(dòng)態(tài)信息和靜態(tài)信息。其次,為了使該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)航行告警以及輔助避碰的功能,對(duì)船舶避碰和碰撞過程進(jìn)行了研究,建立了船舶避碰模型,并對(duì)評(píng)判船舶碰撞危險(xiǎn)度的兩個(gè)重要參數(shù)最短相遇時(shí)間和最短相遇距離的算法進(jìn)行了研究與實(shí)現(xiàn)。最后,對(duì)系統(tǒng)的總體框架和功能進(jìn)行了設(shè)計(jì),在PC端使用Qt開發(fā)工具和C++語言進(jìn)行人機(jī)交互界面設(shè)計(jì)和相應(yīng)的代碼開發(fā),實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)信息解析以及避碰參數(shù)的計(jì)算等功能,開發(fā)出一個(gè)完整的應(yīng)用程序。在嵌入式操作系統(tǒng)VxWorks的環(huán)境中編譯Qt開發(fā)的程序,將編譯成功的程序移植到以ARM體系為架構(gòu)的嵌入式設(shè)備中,使船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)能夠在嵌入式設(shè)備中獨(dú)立運(yùn)行并完成船只的精確識(shí)別、讀取船舶信息、碰撞預(yù)測(cè)等功能。
[Abstract]:With the development of the global shipping industry, the marine traffic is increasingly developed. Today, the ship automatic identification system gradually replaces the radar and becomes the mainstream technology of water navigation. The system automatically collects the broadcast information of the surrounding ships and extracts and analyzes the dynamic and static information of the ships in the system in real time in order to grasp the navigation situation of the vessels on the water at all times. In China, the lack of in-depth research on the software and hardware of the technology and the independent intellectual property rights of the automatic ship identification technology, most of the technology and equipment rely on imports, so it may lead to the leakage of ship information. So the research of this technology is imperative. Due to the limitation of actual operation space, power supply adaptation and function requirement, the system is more suitable for running on embedded equipment with the advantages of flexibility, real-time, reliability and small space occupied by equipment. In this paper, a software system is designed and developed by combining the advantages of embedded technology and equipment with automatic ship identification system. The main research contents include the analysis of system information, the establishment of ship collision avoidance model and the calculation of collision risk parameters, the design of man-machine interface and code transplantation. First of all, the types and formats of information in the automatic ship recognition system are analyzed, and then the analysis of the code text is deeply studied. Finally, the system can cache, classify, decode, transmit and display a series of codewords. The dynamic and static information of the ship is displayed independently according to the actual demand. Secondly, in order to realize the functions of navigational warning and auxiliary collision avoidance, the collision avoidance and collision process are studied, and a ship collision avoidance model is established. The algorithms of the shortest encounter time and the shortest encounter distance of two important parameters for evaluating the ship collision risk are studied and implemented. Finally, the overall framework and functions of the system are designed. The man-machine interface design and the corresponding code development are implemented by using Qt development tools and C language in the PC terminal, so as to realize the functions of system information analysis and the calculation of collision avoidance parameters. Develop a complete application. The program developed by Qt is compiled in the environment of embedded operating system VxWorks, and the compiled program is transplanted to the embedded device based on ARM architecture. The automatic ship recognition system can operate independently in embedded equipment and complete the functions of accurate ship identification, reading ship information, collision prediction and so on.
【學(xué)位授予單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：U675.7

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本文編號(hào)：2309912