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                        AIS基站網絡控制系統

                        添加時間:2019/07/11 來源:大連海事大學 作者:于伯然
                        本文在對當前AIS網絡和船站需求分析的基礎上,設計了 AIS基站網絡系統的整體架構,給出了系統架構設計圖,分析了其整體邏輯框架,系統的模塊劃分,各模塊的關系以及模塊中的數據流向。
                        以下為本篇論文正文:

                        摘要

                          隨著船舶導航和監控系統的發展,和計算機技術、通信技術的日趨完善,出現了一種較為新型的船舶導航系統:船舶自動識別系統即AIS系統。其特點是信息量巨大,使用范圍更為廣泛,傳輸信息更加全面,用戶應用更加方便。就目前來看,船舶自動識別系統發展非常迅速,在國內和國際范圍內影響越來越大,逐步成為船舶導航領域的支柱技術。而基站網絡系統是AIS系統中至關重要的一個組成部分,它的健全和穩定影響著整個系統的效率和性能。

                          本論文在充分調研和了解相關工作單位對于AIS基站網絡控制系統的需求后,進行了充分的需求分析。最后確定組成軟件系統的4大模塊:串口模塊、解碼模塊、網絡模塊和存儲模塊。分別實現了 AIS數據的串口接收,基站網絡的鏈接構成,AIS動靜態電文的解碼與基站電文和警告電文的提取和LOG文檔制作;緲嫵闪艘惶妆容^完整的AIS基站網絡控制系統。

                          本論文在對AIS技術研究的基礎上,從理論分析和工程實際兩個角度對本AIS基站網絡控制系統進行了剖析。并著重對本系統的架構整體設計以及模塊的具體實現流程進行了的分析和論述。并給出了詳細的AIS基站網絡控制系統的設計方案、需求分析、系統整體原理架構圖,和各模塊的實現方式,以及各具體模塊的具體實現流程。

                          最后,使用實驗室的AIS基站對本AIS基站網絡控制系統進行了測試,在實際機房對軟件系統進行了檢測。從功能性和健壯性兩個角度出發,設計了相應的系統測試方案,并嚴格依據該方案進行了實際測試和調試。根據測試的數據和實際數據的比對和對測試結果的分析,證明了本系統具有穩定性好、功能較為全面、健壯性強的特點。

                          本研究內容是導航研究所承擔的國家支撐計劃課題"高可用新體制AIS自主導航系統關鍵技術研究及應用示范(2012BAH36B01)的部分內容。

                          關鍵詞:串口模塊;網絡模塊;存儲模塊;解碼模塊

                        ABSTRACT

                          Along with the development of navigation and monitoring device, as well as the increasing perfection of computer tech and telecommunication tech, there appears a new technology system一automatic identification system, aka AIS system, with a feature of more massive information, and more widely usage. So far, AIS system has become mainstream technology in navigation, and has a greater influence domestically and internationally, gradually become the key tech in the domain of ship navigation. As a vital part of AIS system, base station web system determines the efficiency and performance of the whole system.

                          Based on research and requests of the relevant users of this tech, a requirement analysis has been established. As a result, the system is determined to involve 4 modules, which are series port module, decoding module, web module, and save module, which accomplish the function of serial port data receiving, web creating, message decoding, as well as the extraction of base station message and alarm message.Except for all the functions as mentioned above, the system can also decode the static and dynamic message, as well as build log text; has primarily accomplished the basic function of the AIS base station web system.

                          Combined with AIS tech, this essay analyze the AIS web system from aspects of both theoretical analysis and practical engineering, emphasizing the system's entity design and detail implement of the modules, requirement analysis, entity design as well as implement method and flow of the modules.

                          At last, in order to test this system, a test is done in the AIS server lab. Prom the aspect of application and robustness, a system test method was made, and a practical test is done based on that. According to the test of the system, which includes the comparison of the input data and output data, the system is with high stability, wide application, and high robustness.

                          This research is based on part of national significant subject "key tech with new independent AIS navigation system of high usability".

                          Keywords: serial port module; web module; save module; decode module

                          隨著AIS (automatic identification system---船舶自動識別系統)技術的發展,AIS的應用日趨成熟,港口的船舶和地面的基站越來越多,信息量非常的巨大,而船上人員和陸上人員的日常工作和特殊任務中對AIS信息的依賴也越來越大,所以AIS技術的應用尤其是AIS基站的穩定性和數據的共享顯得愈加的重要。就目前來看,AIS技術己經深入人心,是海上和陸上的信息通信的重要組成部分,在世界范圍內的應用越來越廣泛,逐漸成為世界海上通信所使用的核心技術協議。

                          船舶自動識別系統受外界自然因素干擾少,它在船舶導航、避碰、船舶通信、船岸通信、海上搜救、海事調查等方面發揮獨特而重要的作用。航行于幵闊水域的船舶不用VHF無線電話的通話便可自動獲得來往船舶的各類信息;航行于限制水域的船舶不僅可自動獲得其他船舶的信息,而且通過VTS的廣播獲得各類航行信息和港口信息。這樣可在最大程度上人為防止船舶碰撞和各類海難事故的發生,為航運界帶來了前所未有的安全感,F代國際航運為了降低營運成本,正朝船舶大型化、高速化和全自動化的方向發展,為保證船舶航行安全和保護海洋生態環 .

                          境需要船舶自動識別系統。船舶自動識別系統還可以改變航運企業的經營和管理方法,在AIS應用方面BLM-SHIPPING軟件已經把船隊管理、船舶定位與追蹤和航次管理集成到一個平臺上,把航運企業推向電子商務時代,大大提高航運企業的管理效率和服務水平。

                          AIS基站網絡是AIS系統建設的重要環節,它提供了海量AIS信息的傳輸和存儲,AIS電文的解析、并且全面、有效地建設了以服務器為核心的具有多客戶端功能的AIS網絡,并且將相關的船舶動靜態信息存入數據庫,另外還每天定時打印存儲重要信息的AIS信息文檔,從而可以使相關工作和科研人員對設備和電文信息進行核査和校對?梢哉f,AIS基站網絡在整個AIS系統中的作用是至關重要的。

                          經過十年來的研究丌發與應用,我國AIS基站網絡系統不僅成為保障航行安全的重要基礎設施,更在保障海洋權益、維護航運安全和保護水域環境等方面發揮重要的作用,己成為水上安全監管、水上事故調查、軍事演練等業務不可缺少的信息獲取工具,取得一定的經濟和社會效益。

                          在AIS基站網絡系統的輔助下,我國水上交通事故持續下降,海上人命救助成功率不斷上升,僅人命安全,平均每年為國家節省40多億元人民幣。通過AIS技術,在我國沿海及內河已建設800多虛擬航標,尤其是在船舶流量大的水域、沉船水域以及國家的領;c設立的虛擬航標,節省了大量的人力和物力資源。

                          從水上反恐安保工作來看,歷經上海六國峰會(請核)、青島奧帆賽、上海世博會、廣州亞運會、軍事演習等多次水上重大活動安保工作的嚴峻考驗,其海上目標輔助決策、海上警戒和目標識別準確,監控和防范作用明顯。由于基站網絡系統存儲的大量船舶數據資料,基本反映出我國沿海和內河航運走勢,成為我國航運政策的制定的重要依據,2009年,利用基站系統的數據源,制作了自金融危機以來的航運情況走勢圖,為我國政府對經濟發展的預測和應對航運經濟復蘇的決策提供了基礎參考數據。AIS基站網絡系統還可實現對船舶的實時動態監控,加強對船舶交通流的組織,在保障水上交通安全的前提下,我國沿海及內河運輸的通航效率大幅提高。同時,AIS基站網絡系統也廣泛應用于發布臺風、寒潮、雨雪冰凍等災害性天氣的安全信息以及漁業生產信息等,并在8000多起海事調查中得以應用。

                          但是,當前我國的AIS基站網絡還存在著明顯不足,許多相關設備還都需要依賴進口。例如,大多數相關單位使用的AIS基站網絡軟件系統是薩博公司生產的SAAB基站網絡軟件系統。AIS基站網絡的迅猛發展和相關技術的滯后形成了鮮明的對比。加強例如AIS基站網絡軟件系統的AIS基站網絡建設已經成為我國當前重要的科研任務。

                        AIS基站網絡控制系統:

                        AIS基站網絡系統界面
                        AIS基站網絡系統界面

                        串口設置窗口界面
                        串口設置窗口界面

                        串口接收數據顯示界面
                        串口接收數據顯示界面

                        服務器網絡控制界面
                        服務器網絡控制界面

                        客戶端網絡控制界面
                        客戶端網絡控制界面

                        船舶動靜態信息顯示界面
                        船舶動靜態信息顯示界面

                        報警信息和基站信息顯示界面
                        報警信息和基站信息顯示界面

                        AIS電文表
                        AIS電文表

                        船舶靜態信息表
                        船舶靜態信息表

                        目錄

                          第1章 緒論
                            1.1 課題的研究背景
                            1.2 課題的研究現狀及意義
                              1.2.1 研究現狀
                              1.2.2 課題意義
                            1.3 論文結構
                          第2章 AIS基本原理研究和軟件開發平臺介紹
                            2.1 AIS系統
                              2.1.1 AIS系統概述
                              2.1.2 AIS電文
                              2.1.3 IEC 61162-I標準研究
                              2.1.4 串行語句描述
                          第3章 AIS基站網絡系統設計方案
                            3.1 AIS基站網絡系統設計二
                              3.1.1 AIS基站網絡系統需求分析
                              3.1.2 AIS基站網絡系統整體設計
                          第4章 AIS基站網絡系統技術實現
                            4.1 串口模塊設計
                              4.1.1 多線程技術和串口winapi簡介
                              4.1.2 串口模塊主要函數介紹和分析
                            4.2 網絡模塊設計
                              4.2.1 服務器端的網絡構建設計
                              4.2.2 客戶端的網絡構建設計
                            4.3 解碼模塊設計
                              4.3.1 電文介紹
                              4.3.2 A1S電文語句拆分
                              4.3.3 動靜態AIS電文信息解碼
                              4.3.4 基站信息處理
                            4.4 存儲模塊設計
                              4.4.1 數據庫存儲部分
                              4.4.2 日志文檔存儲部分
                          第5章 測試系統設計與測試結果
                            5.1 AIS基站網絡系統測試環境搭建
                            5.2 AIS基站網絡系統界面
                            5.3 AIS基站網絡系統各模塊測試及分析
                              5.3.1 串口模塊測試和分析
                              5.3.2 網絡模塊測試和分析
                              5.3.3 解碼模塊測試和分析
                              5.3.4 存儲模塊測試和分析
                          結論
                          參考文獻
                          圖表清單
                          致謝
                          研究生履歷

                        (如您需要查看本篇畢業設計全文,請您聯系客服索。

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