船舶導(dǎo)航系統(tǒng)協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、在船舶導(dǎo)航系統(tǒng)中，現(xiàn)場(chǎng)總線的出現(xiàn)實(shí)現(xiàn)了智能導(dǎo)航設(shè)備間的數(shù)字通訊與消息交傳遞，為導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展提供了更為廣闊的領(lǐng)域。但是，技術(shù)發(fā)展的階段性問(wèn)題、應(yīng)用領(lǐng)域的差異以及相關(guān)的歷史問(wèn)題造成了船舶導(dǎo)航系統(tǒng)中往往存在多種現(xiàn)場(chǎng)總線，而這些不同的現(xiàn)場(chǎng)總線之間因?yàn)橥ㄐ艆f(xié)議的差異不能進(jìn)行直連，通常需要通過(guò)協(xié)議網(wǎng)關(guān)才能實(shí)現(xiàn)消息交互。然而，目前市場(chǎng)上的協(xié)議網(wǎng)關(guān)只能解決兩種不同總線之間的通信，屬于一對(duì)一的協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置，但是，在一個(gè)存在三種及以上總線協(xié)議的系統(tǒng)中，這

2、種協(xié)議網(wǎng)關(guān)就很難以實(shí)現(xiàn)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)。所以，為了解決這類(lèi)問(wèn)題，亟需對(duì)多協(xié)議轉(zhuǎn)換技術(shù)及實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行深入研究。
　　本課題從實(shí)際出發(fā)，針對(duì)導(dǎo)航系統(tǒng)中常用的四種總線（1553B總線、CAN總線、以太網(wǎng)、RS-232），設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)基于ARM-Linux的多協(xié)議轉(zhuǎn)換設(shè)備，完成了對(duì)這四種協(xié)議多方向?qū)崟r(shí)轉(zhuǎn)換。
　　在船舶信息網(wǎng)絡(luò)化的需求下，本文研究了協(xié)議轉(zhuǎn)換技術(shù)在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展情況，重點(diǎn)分析了1553B總線、CAN總線、以太網(wǎng)和RS-2

3、32的總線結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及協(xié)議消息幀的結(jié)構(gòu)，通過(guò)平行分析和對(duì)比這四種總線的特點(diǎn)，建立了一個(gè)基于Petri網(wǎng)的多協(xié)議轉(zhuǎn)換模型，在模型中分析了多協(xié)議轉(zhuǎn)換的原理并證明了其可行性。在此基礎(chǔ)上，本文提出了一種非透明的多協(xié)議轉(zhuǎn)換方案，在該方案中，由于要實(shí)現(xiàn)三種及以上的多協(xié)議轉(zhuǎn)換，所以協(xié)議轉(zhuǎn)換的主要過(guò)程需要在應(yīng)用層來(lái)完成，通過(guò)上層應(yīng)用實(shí)現(xiàn)多個(gè)協(xié)議的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)換，并設(shè)計(jì)了一個(gè)專(zhuān)用協(xié)議幀來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)路由功能。
　　本文采用ARM9處理器作為控制核心，嵌入式Li

4、nux作為操作系統(tǒng)，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了多協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置的軟硬件系統(tǒng)。在硬件系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，本文主要設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了基于BUS-61560協(xié)議芯片的總線接口硬件電路；在軟件系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，本文完成了總線接口的驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)，并針對(duì)iTEK9261S開(kāi)發(fā)板對(duì)嵌入式Linux操作系統(tǒng)進(jìn)行移植，基于其優(yōu)先級(jí)搶占機(jī)制，對(duì)多協(xié)議轉(zhuǎn)換的任務(wù)進(jìn)行功能的劃分，并對(duì)其通信過(guò)程的調(diào)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，以滿足系統(tǒng)的要求。
　　最后，開(kāi)發(fā)了基于VC的船舶導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)備模擬器