船舶避碰数据处理系统设计

东海科学技术学院毕业论文（设计）题目：船舶避碰数据处理系统设计系：机电系学生姓名：专业：电子信息工程班级：指导教师：起止日期：2浙江海洋学院东海科学技术学院本科生毕业论文I船舶避碰数据处理系统设计杨斌浙江海洋学院东海科学技术学院机电系浙江舟山316004摘要随着航海技术的快速发展，船舶避碰的处理方式也在不断进步。但是船舶碰撞事故还是层出不穷屡屡发生。这对人类的财产和生命造成了严重危害。因此，为了防止航海事故的发生，对船舶信息进行及时分掌握和准确处理是相当重要的。本文在基于AIS技术的基础上，展开了船舶避碰数据处理系统的设计。本文首先介绍了船舶避碰技术的研究背景，提出了一些船舶避碰的方法，如常用的无线电通信设备，如船载雷达、VHF电台等。比较这些设备、技术的优缺点，提出了船舶自动识别系统（AIS）的概念，对AIS技术的发展状况进行了简单描述。此外，还介绍了AIS的结构功能、操作模式、工作特点等知识，展开对AIS的关键技术的研究。其次，提出了基于AIS的船舶避碰系统。介绍了该系统的结构特点、工作原理及优点。通过典型的应用举例，强调了基于AIS的船舶避碰系统的优越性。接着，在学习和研究AIS系统的基础上，提出了船舶避碰数据处理系统的设计方案。对基于AIS的船舶避碰系统进行了各单元电路及其接口电路的设计，并以DSP为核心部分，进行了整个控制系统的分析，并设计了相应的仿真程序流程图。船舶避碰数据处理系统在基于AIS的船舶避碰技术的基础上，主要对船舶信息的数据处理部分展开了重点研究。通过计算船舶避碰的相关参数，来判断船舶的安全性。因此，掌握数据处理方式，计算避碰参数，设计程序的流程图将是本文主体的研究内容。最后，对船舶避碰数据处理系统的设计进行了总结，并对未来船舶避碰数据处理的发展情况进行预测。关键词：AIS,避碰，数据处理,DSP,CPA浙江海洋学院东海科学技术学院本科生毕业论文IIAbstractWiththefastdevelopmentofmarinetechnology,thetechnologiesofavoidanceofcollisionisalsoimproved.However,theshipcollisioncrashesfrequentlyoccur.Thatcausedseriousharmforhumanlifeandproperty.Therefore,inordertopreventthesesailingaccidents,thevesselinformationtimelyandaccuratelyprocessedbymasterisveryimportant.ThisarticleisbasedonAIStechnology,expandsthedesignofcollisiondataprocessingsystem.Firstly,thispaperintroducestheresearchbackgroundoftheshipcollisionavoidancetechnology,andputsforwardsomecollisionavoidancemethodsthatwecommonlyusedinradiocommunicationequipments,suchasnavigationradar,VHFradio,etc.Bycompareingthetechnicaladvantagesanddisadvantagesoftheseequipmentsortechnologies,weproposetheconceptofautomaticidentificationsystem(AIS)andtakeabriefdescriptionofthedevelopmentofAIStechnology.ItalsodescribesthestructureoftheAIS,operatingmode,workfeatures,andthekeytechnologiesofAIS.Secondly,itproposestheAIS-basedcollisionavoidancesystem,anddescribestheworktheoryandadvantagesofthistechnology.Throughintroducingthetheapplicationoftypicalexamples,whichhighlightsthesuperiorityofAIS-basedcollisionavoidancesystem.Then,accordingtotheAIS-basedcollisionavoidancesystem,itgetsthestudyandresearchaboutdataprocessingsystemdesignoftheavoidanceofshipcollision.AIS-basedcollisionavoidancesystemimplementsthevariousunitcircuits,someinterfacecircuitframes,andDSPforcontrolsystemanalysis.Inaddition,italsodesignstheappropriatesimulationflowchart,partoftheprogramforwritinganddebugging.BasedonAISofcollisionavoidancetechnology,collisiondataprocessingsystemisamainlykeyresearchcontent.Bycountingthecollisionoftherelevantparameters,anddetermineingthesafetyoftheship.Therefore,dataprocessing,calculatethecollision,theflowchartwilldesignprogramisthesubjectofthisarticle.Finally,thevesselcollisiondatKeywords：AIS,AvoidanceofCollision,dataanalysis,DSP,CPA浙江海洋学院东海科学技术学院本科生毕业论文III目录摘要................................................................IAbstract...........................................................II第1章绪论.........................................................11.1引言.........................................................11.2研究背景.....................................................11.3本文的主要工作...............................................2第2章船舶自动识别系统（AIS）......................................32.1AIS的构成及功能.............................................32.1.1AIS的构成..............................................32.1.2AIS的功能..............................................42.2AIS的操作模式...............................................42.3AIS的技术特点...............................................52.4AIS的典型应用...............................................6第3章船舶避碰数据处理系统的方案与硬件设计.........................83.1基于AIS的船舶避碰系统的结构及功能...........................83.1.1基于AIS的船舶避碰系统的结构...........................83.1.2基于AIS的船舶避碰系统的功能...........................93.1.3基于AIS的船舶避碰系统的方案比较......................103.2数据处理系统方案的确定......................................113.3主要模块设计................................................113.3.1DSP和FPGA的接口设计..................................113.2.3接口电路的芯片介绍....................................123.4船舶动态信息的数据计算......................................143.4.1船舶的碰撞危险........................................153.4.2船舶避碰参数的计算....................................15第4章流程与部分程序流程设计......................................194.1船舶避碰数据处理系统设计的实现..............................194.2DSP读取程序的设计..........................................204.3初始化程序的设计............................................21浙江海洋学院东海科学技术学院本科生毕业论文IV4.4TCPA、CPA计算子程序的设计..................................22小结..............................................................23致谢..............................................................24【参考文献】.......................................................25浙江海洋学院东海科学技术学院本科生毕业论文1第1章绪论1.1引言随着航海技术的进步，海上运输量越来越大，船舶航行密度增大，导致了财产和生命损失的严重后果。为了避免船舶在海上航行时的碰撞，保证船舶的航行安全性是解决船舶避碰的关键。因此，研究相关船舶避碰技术，掌握和分析海上其它船舶的静态信息、动态信息是至关重要的事情。AIS技术的使用，不仅有助于提高船舶航行的安全性和效率外，还可以加强对海洋环境的保护。AIS技术的强大功能，使得该技术受到越来越国家的关注。目前无论是国内还是国外，AIS技术都得到了广泛的应用。为了更好地解决船舶避碰这个问题，本文展开了基于AIS的船舶避碰数据处理系统的设计。通过对船舶数据的处理，以及碰撞危险参数的计算，从而进行船舶遇险判断，是做好船舶遇险预测工作的重要过程，也是船舶安全航行的保证。1.2研究背景关于对船舶避碰技术的研究，经历了多个发展阶段。在二十世纪五、六十年代，西欧国家首先提出了船舶避碰问题，并对船舶避碰数据处理问题展开了理论上的