本文關(guān)鍵詞：AIS基帶硬件平臺(tái)與時(shí)隙同步的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著世界經(jīng)濟(jì)全球化的不斷發(fā)展,航運(yùn)交通迅速發(fā)展。海上船舶數(shù)量急劇增加,這使得船舶發(fā)生碰撞的概率大大增加。船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)(AIS)能夠?qū)崿F(xiàn)船與船、船與岸及岸與船實(shí)時(shí)的、準(zhǔn)確的通信,從而保障船舶航行安全,并對(duì)近海船舶進(jìn)行有效監(jiān)管,因此得到廣泛應(yīng)用。AIS設(shè)備一般是由嵌入式微處理器、AIS專用基帶信號(hào)處理芯片、射頻前端和人機(jī)接口組成。本文利用FPGA作為數(shù)據(jù)處理及控制器,基于軟件無(wú)線電概念設(shè)計(jì)了一套AIS基帶信號(hào)處理的硬件平臺(tái),主要工作可分為三個(gè)部分,第一部分是基于FPGA的AIS基帶硬件電路設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),第二部分是AIS基帶硬件電路驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì),第三部分是AIS時(shí)隙同步程序的設(shè)計(jì)。本文首先研究了AIS系統(tǒng)的性能標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)特性及發(fā)展趨勢(shì),分析了AIS系統(tǒng)通信協(xié)議分層模型、AIS系統(tǒng)組成及各部分的功能。其次,在已有AIS硬件設(shè)計(jì)研究分析的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于FPGA的AIS基帶信號(hào)處理硬件平臺(tái),并對(duì)該平臺(tái)的各個(gè)功能模塊的設(shè)計(jì)進(jìn)行了具體介紹,包括主控模塊、GMSK調(diào)制解調(diào)模塊、FSK調(diào)制解調(diào)模塊、外擴(kuò)存儲(chǔ)模塊、串行通信接口模塊及USB通信接口模塊。再次,編寫了各個(gè)功能模塊測(cè)試的底層驅(qū)動(dòng)程序,對(duì)搭建的硬件平臺(tái)進(jìn)行了功能測(cè)試,并設(shè)計(jì)了AIS時(shí)隙同步程序,實(shí)現(xiàn)了AIS時(shí)隙時(shí)鐘與UTC的直接同步。最后,給出了各功能模塊測(cè)試結(jié)果和時(shí)隙同步測(cè)試結(jié)果,并對(duì)結(jié)果進(jìn)行了分析。
【關(guān)鍵詞】：船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng) FPGA USB通信 時(shí)隙同步
【學(xué)位授予單位】：大連海事大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：U675.7
【目錄】：

• 摘要5-6
• abstract6-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 研究背景和意義10
• 1.2 AIS國(guó)內(nèi)外的研究及發(fā)展現(xiàn)狀10-13
• 1.3 AIS發(fā)展趨勢(shì)13-16
• 1.4 本文主要工作和組織結(jié)構(gòu)16-18
• 1.4.1 本文主要工作16-17
• 1.4.2 本文組織結(jié)構(gòu)17-18
• 第2章 AIS技術(shù)基礎(chǔ)18-26
• 2.1 AIS的系統(tǒng)概述18
• 2.2 AIS通信協(xié)議分層模型18-24
• 2.2.1 物理層19-20
• 2.2.2 數(shù)據(jù)鏈路層20-23
• 2.2.3 網(wǎng)絡(luò)層23-24
• 2.2.4 傳輸層24
• 2.3 AIS信息及消息碼文的格式24-25
• 2.3.1 AIS信息內(nèi)容24
• 2.3.2 AIS消息碼文格式24-25
• 2.4 本章小結(jié)25-26
• 第3章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)26-39
• 3.1 硬件部分總體設(shè)計(jì)方案及電路原理圖27-37
• 3.1.1 主控模塊電路28-32
• 3.1.2 通信接口模塊電路32-33
• 3.1.3 調(diào)制解調(diào)模塊電路33-35
• 3.1.4 系統(tǒng)供電電路35-36
• 3.1.5 GPS模塊電路36-37
• 3.1.6 外擴(kuò)存儲(chǔ)模塊37
• 3.2 印制電路板(PCB)設(shè)計(jì)37-38
• 3.3 本章小結(jié)38-39
• 第4章 各模塊功能測(cè)試及時(shí)隙同步功能的實(shí)現(xiàn)39-62
• 4.1 功能測(cè)試及時(shí)隙同步總體結(jié)構(gòu)圖39
• 4.2 調(diào)制解調(diào)模塊測(cè)試39-42
• 4.2.1 GMSK調(diào)制解調(diào)40-41
• 4.2.2 FSK調(diào)制解調(diào)41-42
• 4.3 GPS信息接收提取42-50
• 4.3.1 GPS信息接收42-49
• 4.3.2 UTC時(shí)間提取49-50
• 4.4 時(shí)隙同步50-54
• 4.4.1 時(shí)隙時(shí)鐘的產(chǎn)生51-52
• 4.4.2 與提取到的UTC同步脈沖同步52-54
• 4.5 通信模塊54-61
• 4.5.1 實(shí)現(xiàn)串口通信54
• 4.5.2 USB接口通信54-61
• 4.6 本章小結(jié)61-62
• 第5章 功能模塊測(cè)試及結(jié)果分析62-72
• 5.1 調(diào)制解調(diào)模塊測(cè)試結(jié)果62-65
• 5.1.1 GMSK調(diào)制解調(diào)62-64
• 5.1.2 FSK調(diào)制解調(diào)64-65
• 5.2 GPS語(yǔ)句解析和UTC時(shí)間提取65-67
• 5.3 時(shí)隙時(shí)鐘的產(chǎn)生和時(shí)隙同步67-69
• 5.4 通過(guò)串口實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)發(fā)送接收69-70
• 5.5 通過(guò)USB接口實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)發(fā)送接收70-71
• 5.6 本章小結(jié)71-72
• 結(jié)論72-73
• 參考文獻(xiàn)73-76
• 致謝76-77
• 作者簡(jiǎn)介77

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

1 于海霞;付才魁;林敏;;AIS與軍用雷達(dá)目標(biāo)航跡融合算法研究[J];軍事交通學(xué)院學(xué)報(bào);2009年05期

2 劉四紅;;AIS在海事管理中的應(yīng)用[J];天津航海;2014年04期

3 徐陽(yáng);劉篤仁;周娟;;自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)(AIS)中的通信系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)[J];電子元器件應(yīng)用;2008年09期

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中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 張?chǎng)?B類AIS設(shè)備的系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)[D];大連海事大學(xué);2013年

  本文關(guān)鍵詞：AIS基帶硬件平臺(tái)與時(shí)隙同步的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：280099