船舶導航系統(tǒng)協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置的設計與實現(xiàn).pdf

1、在船舶導航系統(tǒng)中，現(xiàn)場總線的出現(xiàn)實現(xiàn)了智能導航設備間的數(shù)字通訊與消息交傳遞，為導航系統(tǒng)的發(fā)展提供了更為廣闊的領域。但是，技術(shù)發(fā)展的階段性問題、應用領域的差異以及相關的歷史問題造成了船舶導航系統(tǒng)中往往存在多種現(xiàn)場總線，而這些不同的現(xiàn)場總線之間因為通信協(xié)議的差異不能進行直連，通常需要通過協(xié)議網(wǎng)關才能實現(xiàn)消息交互。然而，目前市場上的協(xié)議網(wǎng)關只能解決兩種不同總線之間的通信，屬于一對一的協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置，但是，在一個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)關就很難以實現(xiàn)整個網(wǎng)絡的互聯(lián)。所以，為了解決這類問題，亟需對多協(xié)議轉(zhuǎn)換技術(shù)及實現(xiàn)方法進行深入研究。
　　本課題從實際出發(fā)，針對導航系統(tǒng)中常用的四種總線（1553B總線、CAN總線、以太網(wǎng)、RS-232），設計實現(xiàn)了一個基于ARM-Linux的多協(xié)議轉(zhuǎn)換設備，完成了對這四種協(xié)議多方向?qū)崟r轉(zhuǎn)換。
　　在船舶信息網(wǎng)絡化的需求下，本文研究了協(xié)議轉(zhuǎn)換技術(shù)在國內(nèi)外的發(fā)展情況，重點分析了1553B總線、CAN總線、以太網(wǎng)和RS-2

3、32的總線結(jié)構(gòu)特點及協(xié)議消息幀的結(jié)構(gòu)，通過平行分析和對比這四種總線的特點，建立了一個基于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)換的主要過程需要在應用層來完成，通過上層應用實現(xiàn)多個協(xié)議的實時轉(zhuǎn)換，并設計了一個專用協(xié)議幀來實現(xiàn)自動路由功能。
　　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)，設計實現(xiàn)了多協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置的軟硬件系統(tǒng)。在硬件系統(tǒng)的實現(xiàn)過程中，本文主要設計實現(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)的實現(xiàn)過程中，本文完成了總線接口的驅(qū)動程序的設計開發(fā)，并針對iTEK9261S開發(fā)板對嵌入式Linux操作系統(tǒng)進行移植，基于其優(yōu)先級搶占機制，對多協(xié)議轉(zhuǎn)換的任務進行功能的劃分，并對其通信過程的調(diào)度進行設計，以滿足系統(tǒng)的要求。
　　最后，開發(fā)了基于VC的船舶導航系統(tǒng)設備模擬器