海事卫星终端天线控制器通信软件设计

论文摘要

近年来海事卫星宽带上网业务(BAGN)的推出使我们看到研究海事卫星移动终端的意义和广阔的市场前景。课题在分析海事卫星船用终端工作特点的基础上,重点研究天线跟踪系统。课题研究基于TT公司生产的SALOR Fleet33海事卫星电话。该系统主要包括:甲板上单元、甲板下单元(主机设备)和控制手柄三个部分。本文主要研究了甲板上单元内的天线控制器部分。天线控制器的主要功能是控制天线旋转并搜索卫星,最终达到稳定跟踪卫星的目的。天线控制器的硬件设计采用了TI公司的DSP2812作为主要控制芯片,涉及到了电机,传感器,GPS等功能部件。软件部分的设计则分为四个模块,包括串口通信模块,电机控制模块,传感器模块以及跟踪算法模块。串口通信模块的主要功能是保证天线控制器与主机之间能够成功进行数据通信。电机控制模块主要是通过控制电机使天线在水平和俯仰两个方向交替转动,从而辅助实现搜索卫星功能。由于该系统工作在船站动载体上,存在一定程度的颠簸和摇晃,会对控制系统的一些参数产生影响。因此,需要使用传感器来测得这些参数的变化值,以便通过一定的跟踪算法修正控制参数,实时调整天线姿态。本课题完成了海事卫星终端天线控制器系统的软件设计。与硬件系统配合,初步形成了一个较完整的天线跟踪系统。为国内对海事卫星终端系统的研究提供了一定的参考,为该项技术国产化打下了良好的基础。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题来源与背景
• 1.2 课题研究意义
• 1.3 本论文研究内容
• 第二章 海事卫星通信系统
• 2.1 国际移动卫星通信系统
• 2.1.1 空间段
• 2.1.2 地面站
• 2.1.3 移动卫星终端
• 2.2 The SAILOR Fleet33 System
• 2.2.1 Fleet 33系统的组成
• 2.2.2 Fleet 33系统的技术指标
• 2.2.3 Fleet 33系统的天线控制器
• 2.3 本章小结
• 第三章 天线控制器和主机的通信协议
• 3.1 串口通信概念
• 3.1.1 串口通信的基本概念与典型接口电路
• 3.1.2 RS-232接口与RS-485接口的特点
• 3.2 ACU和BDU的通信协议
• 3.2.1 ACU和BDU的串口连接
• 3.2.2 串口通信数据截取
• 3.2.3 串口通信流程测试
• 3.2.4 串口通信协议分析
• 3.3 CRC校验
• 3.3.1 循环冗余校验基本原理
• 3.3.2 寻找CRC16生成多项式
• 3.3.3 串口通信协议中对信息位的校验
• 3.4 本章小结
• 第四章 基于DSP2812的串口通信模块
• 4.1 DSP2812的SCI模块
• 4.1.1 SCI的结构特点
• 4.1.2 SCI的中断方式
• 4.1.3 SCI的波特率计算
• 4.2 GPS数据提取
• 4.2.1 GPS通信的NEMA协议
• 4.2.2 GPS定位数据的提取
• 4.3 ACU和主机的串口通信模块
• 4.3.1 中断方式实现与主机的通信
• 4.3.2 串口通信模块软件设计
• 4.4 本章小结
• 第五章 天线控制器的其他功能单元
• 5.1 电机控制模块
• 5.2 传感器模块
• 5.2.1 温度传感器
• 5.2.2 倾角传感器
• 5.2.3 陀螺仪传感器
• 5.3 跟踪算法模块
• 5.3.1 寻星状态补偿
• 5.3.2 跟踪状态补偿
• 5.4 本章小结
• 第六章 天线控制器系统软件的设计
• 6.1 天线控制器工作情况说明
• 6.1.1 功能概述
• 6.1.2 各状态工作情况
• 6.2 系统软件分状态设计
• 6.2.1 初始化状态
• 6.2.2 准备就绪状态
• 6.2.3 寻星及优化状态
• 6.2.4 跟踪状态
• 6.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 附录A 截取的部分通信数据（通信流程分析）
• 附录B 指令的校验
• 致谢
• 研究生履历