一种基于嵌入式系统的船舶综合信息系统设计

论文摘要

船舶综合信息系统,是一种综合了多种船载设备的智能化信息系统,从而使得船载的各种设备获得的信息通过计算机系统进行快速高效准确的处理,提高了船舶的安全性能和自动化、智能化程度。本课题所指的船舶综合信息系统系作者所在单位的在研项目,主要结合对于安全航行起到关键作用的船舶定位与导航系统和船舶自动识别系统（AIS）以及航行气象告警系统（NAVTEX）两部分内容进行的系统设计。AIS由基站和船载终端共同组成,是一种集网络技术、现代通讯技术、计算机技术为一体的数字助航系统和设备。NAVTEX是全球海上遇险与安全系统（GMDSS）的一个组成部分,也是全球航行警告系统的一部分,是GMDSS中规定船舶地面无线接收安全信息的唯一手段,接收频率包括518kHz、486kHz和4209.5kHz,播发为船舶安全航行提供重要保障的气象信息。该课题主要目的是运用目前主流的技术方案,实现一款可实用化的船舶综合信息系统。为了综合上述的两种设备信息并预留新增设备的信息处理,经综合分析评审,该课题采用了Xscale系列的嵌入式处理器PXA255,根据系统需求,搭建了主频达到400MHz的嵌入式平台,并在此基础上剪裁移植了Linux系统。对于人机交互方面则是采用了Nokia开发的跨平台C++图形用户应用框架QT,它是完全面向对象的,容易扩展,允许组件编程。在此系统上对关键信息进行相应的算法处理,以直观、简洁的图形化界面实现了船载设备的信息综合处理。作者通过该课题所在项目的统筹规划实施,对此类应用有了明确清晰可操作的方案。从产品需求入手,对系统架构评审,对系统方案实施,对各个功能模块从功能和性格方面进行了产品化研发实施:包括硬件平台的选型设计,硬件系统的实施验证,软件系统的选型,核心算法的实现,软件系统的实施验证。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 前言
• 1.1 船舶综合信息系统（ISIS）
• 1.2 本课题研究的目的和意义
• 1.3 技术路线
• 1.4 本课题的主要工作及论文架构
• 第二章 ISIS 系统框架
• 2.1 ISIS 功能介绍
• 2.2 船舶导航与避碰
• 2.3 气象告警
• 2.4 功能扩展
• 2.5 小结
• 第三章 系统硬件设计
• 3.1 系统硬件平台选型
• 3.2 系统核心部件需求
• 3.3 系统接口设计
• 3.4 系统硬件的可靠性
• 3.5 小结
• 第四章 系统软件设计
• 4.1 系统软件平台选型
• 4.2 人机交互设计
• 4.3 核心算法实现
• 4.4 系统软件可靠性验证
• 4.5 小结
• 第五章 系统综合分析及结论
• 5.1 系统性能指标
• 5.2 实验方法
• 5.3 实验结果
• 5.4 讨论
• 5.5 小结
• 总结与展望
• 参考文献
• 缩略语
• 致谢