本文關鍵詞：AIS基帶硬件平臺與時隙同步的設計與實現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著世界經(jīng)濟全球化的不斷發(fā)展,航運交通迅速發(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。船舶自動識別系統(tǒng)(AIS)能夠實現(xiàn)船與船、船與岸及岸與船實時的、準確的通信,從而保障船舶航行安全,并對近海船舶進行有效監(jiān)管,因此得到廣泛應用。AIS設備一般是由嵌入式微處理器、AIS專用基帶信號處理芯片、射頻前端和人機接口組成。本文利用FPGA作為數(shù)據(jù)處理及控制器,基于軟件無線電概念設計了一套AIS基帶信號處理的硬件平臺,主要工作可分為三個部分,第一部分是基于FPGA的AIS基帶硬件電路設計與實現(xiàn),第二部分是AIS基帶硬件電路驅動程序設計,第三部分是AIS時隙同步程序的設計。本文首先研究了AIS系統(tǒng)的性能標準、技術特性及發(fā)展趨勢,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硬件設計研究分析的基礎上,設計并實現(xiàn)了基于FPGA的AIS基帶信號處理硬件平臺,并對該平臺的各個功能模塊的設計進行了具體介紹,包括主控模塊、GMSK調(diào)制解調(diào)模塊、FSK調(diào)制解調(diào)模塊、外擴存儲模塊、串行通信接口模塊及USB通信接口模塊。再次,編寫了各個功能模塊測試的底層驅動程序,對搭建的硬件平臺進行了功能測試,并設計了AIS時隙同步程序,實現(xiàn)了AIS時隙時鐘與UTC的直接同步。最后,給出了各功能模塊測試結果和時隙同步測試結果,并對結果進行了分析。
【關鍵詞】：船舶自動識別系統(tǒng) FPGA USB通信 時隙同步
【學位授予單位】：大連海事大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：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國內(nèi)外的研究及發(fā)展現(xiàn)狀10-13
• 1.3 AIS發(fā)展趨勢13-16
• 1.4 本文主要工作和組織結構16-18
• 1.4.1 本文主要工作16-17
• 1.4.2 本文組織結構17-18
• 第2章 AIS技術基礎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25-26
• 第3章 系統(tǒng)硬件設計26-39
• 3.1 硬件部分總體設計方案及電路原理圖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 外擴存儲模塊37
• 3.2 印制電路板(PCB)設計37-38
• 3.3 本章小結38-39
• 第4章 各模塊功能測試及時隙同步功能的實現(xiàn)39-62
• 4.1 功能測試及時隙同步總體結構圖39
• 4.2 調(diào)制解調(diào)模塊測試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時間提取49-50
• 4.4 時隙同步50-54
• 4.4.1 時隙時鐘的產(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 實現(xiàn)串口通信54
• 4.5.2 USB接口通信54-61
• 4.6 本章小結61-62
• 第5章 功能模塊測試及結果分析62-72
• 5.1 調(diào)制解調(diào)模塊測試結果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語句解析和UTC時間提取65-67
• 5.3 時隙時鐘的產(chǎn)生和時隙同步67-69
• 5.4 通過串口實現(xiàn)數(shù)據(jù)發(fā)送接收69-70
• 5.5 通過USB接口實現(xiàn)數(shù)據(jù)發(fā)送接收70-71
• 5.6 本章小結71-72
• 結論72-73
• 參考文獻73-76
• 致謝76-77
• 作者簡介77

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 于海霞;付才魁;林敏;;AIS與軍用雷達目標航跡融合算法研究[J];軍事交通學院學報;2009年05期

2 劉四紅;;AIS在海事管理中的應用[J];天津航海;2014年04期

3 徐陽;劉篤仁;周娟;;自動識別系統(tǒng)(AIS)中的通信系統(tǒng)硬件設計[J];電子元器件應用;2008年09期

4 劉桂云;SOTDMA在船載AIS中的應用[J];中國航海;2003年01期

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 張鑫;B類AIS設備的系統(tǒng)軟件設計與開發(fā)[D];大連海事大學;2013年

  本文關鍵詞：AIS基帶硬件平臺與時隙同步的設計與實現(xiàn)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：280099