面向船用電子系統(tǒng)的一體化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與設(shè)計(jì).pdf

1、隨著21世紀(jì)信息技術(shù)的高速發(fā)展，先進(jìn)理論與設(shè)備的層出不窮，航海技術(shù)迎來(lái)了重大的沖擊與挑戰(zhàn)。為了保障船舶航行安全，更多的航海電子設(shè)備得以應(yīng)用，船舶電子設(shè)備的復(fù)雜化，也使得船舶的信息與控制問(wèn)題越來(lái)越突出。船舶電子系統(tǒng)的一體化系統(tǒng)，能夠有效地監(jiān)控船舶的各項(xiàng)信息，充分發(fā)揮各類(lèi)電子設(shè)備的功能，保障船舶航行的安全。面向船用電子系統(tǒng)的一體化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)作為現(xiàn)代船舶的綜合化處理系統(tǒng)，其研究已迫在眉睫。
　　本課題針對(duì)上述問(wèn)題，分析國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的總線通信

2、技術(shù)，并與船舶的實(shí)際情況相結(jié)合，設(shè)計(jì)了船用電子系統(tǒng)的一體化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，同時(shí)對(duì)船用電子系統(tǒng)的一體化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中的關(guān)鍵模塊進(jìn)行研究、設(shè)計(jì)與驗(yàn)證，最后對(duì)船用電子系統(tǒng)的一體化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試。主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　1.研究了船用電子系統(tǒng)的一體化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)方案。從船用電子系統(tǒng)的一體化功能需求著手，分析常用的幾種數(shù)據(jù)總線技術(shù)，然后結(jié)合 MIL-STD-1553B協(xié)議和光纖通道技術(shù)各自的數(shù)據(jù)通信特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了船用電子系統(tǒng)的一體化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)方案，

3、并對(duì)其通信機(jī)制進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹與設(shè)計(jì)。
　　2.研究了船用電子系統(tǒng)的一體化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中光纖通道與 MIL-STD-1553B總線的接口模塊，根據(jù)兩種協(xié)議各自的特性，自定義了專(zhuān)門(mén)的一體化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議幀，并在此基礎(chǔ)上對(duì)其中核心模塊——協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊，進(jìn)行了深入的研究與設(shè)計(jì)，并對(duì)協(xié)議轉(zhuǎn)換過(guò)程中的關(guān)鍵功能模塊進(jìn)行了設(shè)計(jì)。
　　3.研究了船用電子系統(tǒng)的一體化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中的信息采集與監(jiān)控子系統(tǒng)，首先對(duì)子系統(tǒng)中涉及的MIL-STD-1553B總線

4、技術(shù)進(jìn)行了大致的介紹，特別是對(duì)消息字進(jìn)行了詳細(xì)地介紹，并且將子系統(tǒng)分為信息采集與控制模塊、系統(tǒng)控制模塊和系統(tǒng)監(jiān)視器模塊三大模塊，并對(duì)其中信息采集與控制模塊、系統(tǒng)控制模塊進(jìn)行了詳細(xì)地研究與設(shè)計(jì)。
　　4.研究在FPGA平臺(tái)上對(duì)船用電子系統(tǒng)的一體化系統(tǒng)各關(guān)鍵模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)與驗(yàn)證。根據(jù)船用電子系統(tǒng)的一體化系統(tǒng)硬件實(shí)現(xiàn)的具體資源需求，對(duì) FPGA芯片進(jìn)行選型，然后對(duì)系統(tǒng)的總體邏輯設(shè)計(jì)進(jìn)行介紹，同時(shí)對(duì)其中的關(guān)鍵模塊進(jìn)行邏輯設(shè)計(jì)并驗(yàn)證；然后

5、根據(jù)船用電子系統(tǒng)的一體化系統(tǒng)功能目標(biāo)，搭建實(shí)驗(yàn)室測(cè)試環(huán)境對(duì)一體化系統(tǒng)進(jìn)行功能測(cè)試和性能測(cè)試。
　　本課題通過(guò)分析國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的船用電子系統(tǒng)的一體化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，對(duì)船用電子系統(tǒng)的一體化中的關(guān)鍵功能目標(biāo)進(jìn)行分析，研究采用MIL-STD-1553B協(xié)議和光纖通道技術(shù)對(duì)船用電子系統(tǒng)的一體化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，通過(guò)高帶寬與高速率的通信總線技術(shù)，提高船舶的實(shí)時(shí)性，同時(shí)完成船舶的指揮與控制的一體化。本論文面向船用電子系統(tǒng)的一體化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與設(shè)計(jì)，與現(xiàn)有船