论文摘要
随着AIS在船上的普遍装载,AIS的技术发展及其广阔应用前景越来越受到人们关注。装载AIS的目的是为了自动船舶识别、协助目标跟踪、减少话音报告、简化信息交换并提供附加信息以帮助了解船舶交通状况,是用作船舶之间避碰和自动交换信息的重要助航工具。从1998年IMO MSC 69会议采纳了AIS性能标准以后,各国大多数厂商均在按照IMO和ITU最新标准尽快改造旧产品,开发新产品。在航运快速发展的大趋势下,2006年发布了ITU-RM.1371-2*协议修订草案,在该草案中,介绍了载波监听TDMA（CS-TDMA）技术的B类AIS,即B类CS设备。由于这是新一类的AIS接收设备,在我国沿海及内河地区应用前景十分广泛。本论文在分析CS-AIS技术标准及国内外应用状况的基础上,就如何设计一种新型的CS-AIS系统进行了分析研究,并对该系统中的关键模块进行设计和实现。主要内容包括:（1）对AIS系统的总体方案进行设计,说明了系统的功能和系统各部分的设计方案。将整个系统分为四部分即:VHF接收通道模块、VHF发送通道模块、中心控制管理模块和用户终端显示模块。（2）对VHF接收通道模块进行设计和实现,在射频前端通道设计中,采用二次变频超外差设计方案,并对其中主要部件进行设计,使用ADS仿真软件进行优化仿真,最终设计出一款基本满足设计指标的AIS接收机射频前端。（3）对用户终端显示模块进行设计,以嵌入式芯片S3C2410为核心搭建系统硬件平台,基于Wince嵌入式操作系统实现了AIS专用的用户显示界面,并且预留了其他硬件资源,加之Wince本身的特点便于日后进行升级和改造。在本文中,将嵌入式技术应用到CS-AIS系统的方案设计中,选择ARM微处理器作为显示终端的核心处理器,对信息进行解码、传输和显示等操作,根据需要提取出船舶的部分动静态信息,并将这部分信息通过ARM微处理器的LCD接口显示在LCD屏上。
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摘要Abstract第1章 绪论1.1 AIS技术的现状及发展1.1.1 AIS的产生背景1.1.2 AIS的现状及其发展1.2 课题提出的意义1.3 论文的主要研究内容和研究成果1.3.1 研究内容1.3.2 研究成果1.4 论文的结构第2章 AIS技术标准和CS-AIS性能研究2.1 AIS基本构成和工作原理2.1.1 AIS基本组成2.1.2 AIS的工作原理2.1.3 自组织时分多址技术2.2 CS-AIS的性能及通信协议2.2.1 CS-AIS性能2.2.2 TDMA结构及原理2.2.3 CS-TDMA协议算法分析第3章 CS-AIS系统总体方案设计3.1 CS-AIS系统功能和组成3.2 系统模块设计3.2.1 VHF接收通道模块3.2.2 VHF发射通道模块3.2.3 中心控制管理模块3.2.4 终端显示模块第4章 射频接收前端通道设计及实现4.1 几种接收机结构介绍及性能比较4.1.1 超外差接收4.1.2 直接下变频方案4.1.3 镜像抑制接收方案4.2 接收通道技术指标要求4.2.1 灵敏度4.2.2 选择性和线性度4.2.3 动态范围4.2.4 中频抑制和镜像抑制4.3 本文采用的射频接收方案4.3.1 接收通道原理框图4.3.2 接收通道系统指标4.4 接收通道的电路设计及实现4.4.1 低噪声放大器（LNA）4.4.2 预选滤波器4.4.3 接收机本振设计4.4.4 二次变频电路设计4.5 系统布线及级联调试4.6 接收机射频前端测试结果第5章 终端显示模块软硬件开发环境建立5.1 嵌入式目标平台的选型5.1.1 嵌入式系统选择5.1.2 微处理芯片选择5.1.3 系统硬件设计和结构框图5.2 基于Wince嵌入式操作系统的软件开发环境的建立5.2.1 WinCE结构5.2.2 操作系统Win CE5.05.2.3 Wince内核开发工具5.3 Wince内核定制5.3.1 Wince内核的定制流程5.3.2 开发BSP5.3.3 开发Boot Loader5.3.4 串口下载5.3.5 系统驱动程序开发第6章 显示终端软件设计和实现6.1 系统功能分析6.2 AIS解码过程6.2.1 信息报文结构分析6.2.2 解码过程6.3 系统界面设计的实现6.3.1 终端显示模块控制器的通信接口6.3.2 窗体和控件的设计6.3.3 界面显示测试第7章 总结和展望参考文献攻读学位期间公开发表论文致谢研究生履历
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