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基于嵌入式Linux系统的AIS数据处理技术研究

作　者: 马威
导　师: 张淑芳
学　校: 大连海事大学
专　业: 信息与通信工程
关键词: AIS 嵌入式系统 linux Qt
分类号: TP274
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 77次
引　用: 3次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


自上世纪70年代以来,各国船舶的发展逐步趋于大型化、高速化,水面交通压力不断增大,海损事故逐年增多。虽然雷达可以及时发现目标,但不能判断对方船名、呼号以及操作意图,而且受天气影响大。这就需要开发出一种既能够判断对方位置,又能够识别对方,获取对方的航向航速的船用通信系统,进而判断是否具有碰撞可能以及采取何种避让措施。AIS系统应运而生,自上世纪90年代伊始,在众多国际组织以及各国政府相关部门的共同努力下,陆续出台了AIS的相关政策和技术标准。如今,各种AIS设备逐渐被开发并完善,已安装到多种船舶上。目前我国AIS设备的核心芯片大部分需要进口,因此从底层研究AIS的数据处理技术很有必要。嵌入式系统具有广阔的市场空间,以其丰富的系统资源、应用的灵活性深受使用者的青睐；Linux是开源的操作系统,具有可裁剪便于移植的特点。本文将二者结合起来,在ARM-Linux系统中实现对AIS数据的处理,具体过程如下：(1)根据AIS标准的要求,在PC机上编写并调试解析AIS船舶动静态数据的程序,利用标准中给出的AIS电文例子,在PC机上显示解析结果,验证AIS电文解析程序的正确性。(2)将Linux内核裁剪,使其满足AIS数据处理的要求,并将此内核移植于ARMSYS2410开发板,进而将PC机上的AIS数据处理程序移植到开发板中,将解析的结果显示在PC机的串口控制台上。(3)在linux中引入Qt,通过Qt显示界面,将AIS数据处理的结果显示在LCD上,从而形成脱离PC机的独立运行的系统。本文的研究成果已经作为导航研究所承担的中国海事局的科研项目“中国AIS系统建设后评估研究”的部分内容。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第1章 绪论  10-15
  1.1 课题背景  10-13
    1.1.1 AIS产生的背景  10
    1.1.2 AIS的发展过程及前景展望  10-13
  1.2 论文内容及意义  13
  1.3 论文安排  13-15
第2章 船舶自动识别系统(AIS)技术标准研究  15-26
  2.1 AIS的基本概念  15
  2.2 AIS的功能及系统构成  15-17
    2.2.1 AIS的功能  15
    2.2.2 AIS的系统构成  15-17
  2.3 AIS的性能指标  17-18
  2.4 AIS的信息种类  18-19
  2.5 AIS协议的分层模型  19-20
    2.5.1 AIS分层模型概述  19-20
    2.5.2 AIS链路层分析  20
  2.6 AIS电文的分析  20-21
  2.7 AIS的主要应用  21-26
    2.7.1 AIS在VTS中的应用  21-24
    2.7.2 AIS在船舶避碰中的应用  24
    2.7.3 AIS在海事管理中的应用  24-25
    2.7.4 AIS的其他应用  25-26
第3章 AIS数据处理的总体设计  26-29
  3.1 系统概述  26
  3.2 系统需求分析  26
  3.3 系统总体设计  26-27
  3.4 处理器及LCD的选择  27-29
第4章 AIS数据处理的详细设计与实现  29-66
  4.1 AIS数据的解析  29-40
    4.1.1 AIS电文串行语句综述  29-30
    4.1.2 AIVDM暗码电文的解析实现  30-37
    4.1.3 AIS电文解析程序总体设计  37-40
  4.2 基于S3C2410处理器的Linux移植  40-60
    4.2.1 ARMSYS2410开发板硬件资源  40-43
    4.2.2 Linux移植概述  43
    4.2.3 VMware虚拟机安装Redhat9.0 Linux操作系统  43-44
    4.2.4 虚拟机与主机网络连接的三种方式  44-47
    4.2.5 虚拟机与主机共享文件(夹)  47-48
    4.2.6 安装交叉编译器  48-49
    4.2.7 固化vivi bootloader到ARMSYS2410  49-51
    4.2.8 将内核固化到ARMSYS2410中  51-54
    4.2.9 将根文件系统固化到ARMSYS2410中  54-57
    4.2.10 采用FTP方式下载应用程序到ARMSYS2410  57-59
    4.2.11 Linux下的串口配置  59
    4.2.12 将AIS数据处理程序移植于ARMSYS2410  59-60
  4.3 Qt显示界面的开发  60-66
    4.3.1 Qt和Qtopia  60-61
    4.3.2 建立基于主机的Qt开发环境  61-62
    4.3.3 建立基于ARM的开发环境  62-63
    4.3.4 Qt开发环境下的AIS数据解析程序  63-66
第5章 运行结果  66-68
结论  68-70
参考文献  70-72
致谢  72-73
研究生履历  73

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 数据处理、数据处理系统
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