Τι είναι το NMEA 2000 και πώς κρίνεται η ποιότητα επικοινωνίας του πρωτοκόλλου NMEA 2000;

Κάντε κλικ για λεπτομέρειες προϊόντος

Ορισμός
Το NMEA 2000 είναι ένα τυποποιημένο πρωτόκολλο επικοινωνίας μεταξύ πλοίων και θαλάσσιων ηλεκτρονικών συσκευών.βασίζεται στο προηγούμενο πρωτόκολλο NMEA 0183 για να παρέχει ένα πιο αποτελεσματικό και ευέλικτο πρότυπο επικοινωνιώνΓια την προσαρμογή στις ολοένα και πιο περίπλοκες λειτουργικές και απαιτήσεις ανταλλαγής δεδομένων των σύγχρονων θαλάσσιων ηλεκτρονικών εξοπλισμού.
Αρχιτεκτονική πρωτοκόλλου
Το NMEA 2000 βασίζεται στην τεχνολογία λεωφορείου Controller Area Network (CAN).Σε θαλάσσιες εφαρμογέςΗ τοπολογία του δικτύου μπορεί να είναι μια γραμμική λεωφορεία, μια δομή δέντρου ή ένας συνδυασμός των δύο.Η ευελιξία αυτή επιτρέπει στον εξοπλισμό να έχει εύκολη πρόσβαση στο δίκτυο και να προσαρμόζεται σε διαφορετικές διαταγές πλοίων και αριθμούς εξοπλισμού.

Για παράδειγμα, σε ένα μικρό γιοτ, οι πλοηγοί GPS, οι μετρητές βάθους και οι συσκευές παρακολούθησης κινητήρα μπορούν να συνδεθούν απλά με το CAN bus με γραμμικό τρόπο.ένα πιο περίπλοκο δέντρο σχήμα δικτύου μπορεί να κατασκευαστεί για να συνδέσει πολυάριθμους αισθητήρες, εξοπλισμός πλοήγησης, εξοπλισμός επικοινωνίας κλπ.

Χαρακτηριστικά μετάδοσης δεδομένων
Υψηλή ταχύτητα:Το NMEA 2000 έχει ρυθμό μεταφοράς δεδομένων έως 250 kbps, μια τεράστια βελτίωση σε σχέση με το πρωτόκολλο NMEA 0183 (μέγιστος ρυθμός baud 4800bps).Αυτό του επιτρέπει να μεταδίδει γρήγορα ένα μεγάλο ποσό δεδομένων πλοήγησης, όπως η θέση του πλοίου, η ταχύτητα, η κατεύθυνση, το βάθος, οι πληροφορίες για τον καιρό και οι πληροφορίες για την κατάσταση διαφόρων εξοπλισμούς.ταχεία ενημέρωση δεδομένων θέσης και ταχύτητας μπορούν να διαβιβάζονται μεταξύ εξοπλισμού πλοήγησης και εξοπλισμού αυτόματου πιλότου εγκαίρως μέσω πρωτοκόλλου NMEA 2000, διασφαλίζοντας την ακρίβεια της πλοήγησης.

Επικοινωνία με πολλές συσκευές:Σε ένα δίκτυο NMEA 2000 μπορούν να συνδεθούν συσκευές από διάφορους κατασκευαστές,εφόσον οι εν λόγω συσκευές συμμορφώνονται με το πρότυπο NMEA 2000Για παράδειγμα, οι πλοιοκτήτες μπορούν να επιλέγουν από διάφορες μάρκες εξοπλισμού GPS, ραντάρ, σόναρ και αυτόματου πιλότου,που μπορούν να ανταλλάσσουν δεδομένα και να συνεργάζονται μέσω του δικτύου NMEA 2000.
Προδιαγραφή μορφότυπου δεδομένων

Το πρωτόκολλο NMEA 2000 έχει αυστηρούς κανονισμούς σχετικά με τη μορφή των δεδομένων.κάθε ένα με μοναδικό αναγνωριστικό που ονομάζεται αριθμός ομάδας παραμέτρου PGNΤο PGN προσδιορίζει τον τύπο και το περιεχόμενο ενός μηνύματος και κυμαίνεται από 0 έως 65535. Για παράδειγμα, το PGN 129025 υποδεικνύει τις πληροφορίες θέσης του πλοίου, συμπεριλαμβανομένου του γεωγραφικού μήκους, του γεωγραφικού πλάτους, του υψομέτρου κλπ.PGN 129026 Δείχνει τις πληροφορίες ταχύτητας του πλοίουΗ συσκευή μπορεί να αναγνωρίσει και να επεξεργαστεί τα δεδομένα που λαμβάνονται με βάση το PGN, επιτρέποντας την ακριβή ανταλλαγή δεδομένων και αλληλεπίδραση.
Πεδίο εφαρμογής

Ναυσιπλοΐα και αυτόματος πιλότος:Στην ναυσιπλοΐα, το πρωτόκολλο NMEA 2000 επιτρέπει στους πλοηγούς GPS να μεταδίδουν ακριβείς πληροφορίες για τη θέση, την ταχύτητα, την πορεία και άλλες πληροφορίες σε άλλες συσκευές επί του σκάφους, όπως ηλεκτρονικές οθόνες χάρτης,αυτόματο πιλότο και ούτω καθεξήςΟ αυτόματος πιλότος μπορεί να ρυθμίσει αυτόματα την πορεία και την ταχύτητα του πλοίου σύμφωνα με αυτές τις πληροφορίες, σε συνδυασμό με την προεπιλεγμένη διαδρομή και τον ηλεκτρονικό χάρτη, για να επιτύχει αυτόματη πλοήγηση.Για παράδειγμα:, όταν το πλοίο πλέει στη θάλασσα, ο πλοηγός στέλνει την θέση του πλοίου σε πραγματικό χρόνο στον αυτόματο πιλότο μέσω του πρωτοκόλλου NMEA 2000,και ο αυτόματος πιλότος ελέγχει αυτόματα το τιμόνι γωνία του πλοίου σύμφωνα με αυτές τις πληροφορίες και το συγκρίνει με την προεπιλεγμένη πορεία, έτσι ώστε το πλοίο να ταξιδεύει κατά μήκος της σωστής πορείας.

Πώς κρίνεται η ποιότητα επικοινωνίας του πρωτοκόλλου NMEA 2000;

Ακρίβεια μετάδοσης δεδομένων
Επαλήθευση πληροφοριών θέσης:Για ναυτικές εφαρμογές, οι πληροφορίες θέσης (μήκος και πλάτος) είναι ένα από τα πιο κρίσιμα δεδομένα.Αυτό μπορεί να προσδιοριστεί συγκρίνοντας τις πληροφορίες τοποθεσίας που παρέχονται από πολλαπλές συσκευές πλοήγησης συμβατές με το NMEA 2000Αν τα δεδομένα τοποθεσίας που εμφανίζουν είναι εντός εύλογου εύρους σφάλματος (συνήθως εντός λίγων μέτρων έως δεκάδων μέτρων,ανάλογα με την ακρίβεια του εξοπλισμού και τους περιβαλλοντικούς παράγοντες)Για παράδειγμα, σε ένα ανοιχτό και καλά σηματοδοτημένο περιβάλλον, όπως ένα λιμάνι, το σφάλμα της θέσης του πλοίου που εμφανίζεται από τις δύο συσκευές είναι μικρότερο από 10 μέτρα,που δηλώνει ότι η επικοινωνία του πρωτοκόλλου είναι καλής ποιότητας για τη διαβίβαση δεδομένων τοποθεσίας.

Επιβεβαίωση δεδομένων ταχύτητας και πορείας:Όταν το πλοίο πλέει σταθερά, τα δεδομένα ταχύτητας και πορείας που λαμβάνονται από διάφορους εξοπλισμούς (όπως το ναυτιλιακό ραντάρ, το αρχείο καταγραφής, το αρχείο αναφοράς, το αρχείο αναφοράς, το αρχείο αναφοράς, το αρχείο αναφοράς, το αρχείο αναφοράς, το αρχείο αναφοράς, το αρχείο αναφοράς, το αρχείο αναφοράς, το αρχείο αναφοράς, το αρχείο αναφοράς, το αρχείο αναφοράς, το αρχείο αναφοράς, το αρχείο αναφοράς, το αρχείο αναφοράς, το αρχείο αναφοράς, το αρχείο αναφοράς, το αρχείο αναφοράς, το αρχείο αναφοράς, το αρχείο αναφοράς, το αρχείο αναφοράς, το αρχείο αναφοράς, το αρχείο αναφοράς, το αρχείο αναφοράς, το αρχείο αναφοράς, το αρχείο αναφοράς, το αρχείο αναφοράς, το αρχείο αναφοράς, το αρχείο αναφοράς).κλπ.Πρέπει να ταιριάζει.Εάν τα δεδομένα ταχύτητας διαφέρουν περισσότερο από ένα ορισμένο εύρος (όπως περισσότερο από 10% του εύρους φυσιολογικής διακύμανσης ταχύτητας του πλοίου) ή τα δεδομένα πορείας διαφέρουν σημαντικά (πάνω από 5-10 μοίρες), μπορεί να δείχνει πρόβλημα ποιότητας της επικοινωνίας.

Ακεραιότητα μετάδοσης δεδομένων
Έλεγχος ακεραιότητας μηνύματος: Κάθε μήνυμα του πρωτοκόλλου NMEA 2000 έχει σταθερή μορφή και περιεχόμενο, συμπεριλαμβανομένης της κεφαλής του μηνύματος, του αριθμού ομάδας παραμέτρων (PGN), των πεδίων δεδομένων και της ουράς του μηνύματος.Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα επαγγελματικό εργαλείο παρακολούθησης δικτύου ή τη διαγνωστική λειτουργία της συσκευής για να ελέγξετε αν το αποδεκτό μήνυμα είναι πλήρεςΓια παράδειγμα, εάν σε μήνυμα που περιέχει πληροφορίες βάθους πλοίου (PGN 129029) λείπουν τμήματα του πεδίου δεδομένων (όπως το σημαντικό αριθμητικό μέρος της τιμής βάθους),η διαβίβαση δεδομένων είναι ελλιπής και η ποιότητα της επικοινωνίας είναι κακή.

Εκτίμηση του ποσοστού απώλειας δεδομένων: Στατιστικές απώλειας δεδομένων κατά τη διάρκεια μακράς περιόδου μετάδοσης δεδομένων.Ορισμένοι προηγμένοι εξοπλισμός ή λογισμικό παρακολούθησης δικτύου μπορούν να καταγράφουν τον αριθμό των δεδομένων που χάνονται και την ποσότητα των δεδομένων που χάνονταιΓενικά, το ποσοστό απώλειας δεδομένων θα πρέπει να είναι χαμηλότερο από ένα ορισμένο όριο, για παράδειγμα, στην κανονική πλοήγηση, εάν το ποσοστό απώλειας δεδομένων υπερβαίνει το 1%, η κανονική χρήση του εξοπλισμού μπορεί να επηρεαστεί,και η ποιότητα της επικοινωνίας πρέπει να ελέγχεται περαιτέρω.

Ταχύτητα μεταφοράς δεδομένων και πραγματικός χρόνος
Δοκιμή ταχύτητας:Χρησιμοποιώντας επαγγελματικό εξοπλισμό δοκιμών δικτύου για τη μέτρηση του ρυθμού μεταφοράς δεδομένων του δικτύου NMEA 2000.αν και μπορεί να μην φτάσει αυτό το μέγιστο λόγω παραγόντων όπως η απόδοση της συσκευής και το φορτίο του δικτύουΓια παράδειγμα, σε ένα δίκτυο μεσαίου μεγέθους θαλάσσιων ηλεκτρονικών εξοπλισμού (συμπεριλαμβανομένου του GPS, του ραντάρ, της παρακολούθησης του κινητήρα και άλλων εξοπλισμού),Η ταχύτητα μετάδοσης δεδομένων θα πρέπει να είναι σε θέση να σταθεροποιηθεί σε περίπου 100-200kbps για να διασφαλιστεί ότι διάφορα δεδομένα (τοποθεσία σε πραγματικό χρόνο), ταχύτητα, κατάσταση του εξοπλισμού κλπ.) μπορούν να διαβιβάζονται εγκαίρως.

Ανίχνευση σε πραγματικό χρόνο:Παρατηρήστε εάν τα δεδομένα ενημερώνονται εγκαίρως.οι πληροφορίες θέσης πρέπει να ενημερώνονται κάθε λίγα δευτερόλεπτα (συνήθως 1-5 δευτερόλεπτα) για να εξασφαλίζεται ότι ο εξοπλισμός πλοήγησης και ο εξοπλισμός αυτόματου πιλότου μπορούν να λειτουργούν σύμφωνα με τις τελευταίες πληροφορίεςΕάν η καθυστέρηση ενημέρωσης δεδομένων είναι σημαντική, περισσότερο από το διπλάσιο της κανονικής περιόδου ενημέρωσης, μπορεί να οφείλεται σε ανεπαρκή ταχύτητα επικοινωνίας ή συμφόρηση του δικτύου,που θα επηρεάσει την ποιότητα της επικοινωνίας.

Σταθερότητα δικτύου και ικανότητα κατά των παρεμβολών
Σταθερότητα σύνδεσης δικτύου:Μπορείτε να ελέγξετε την κατάσταση σύνδεσης μέσω του δείκτη σύνδεσης της συσκευής ή του λογισμικού διαχείρισης δικτύου.Κατά τη διάρκεια κανονικής πλοήγησης, εάν οι συνδέσεις μεταξύ των συσκευών αποσυνδέονται συχνά (για παράδειγμα, περισσότερες από 3 έως 5 φορές την ώρα), αυτό μπορεί να οφείλεται σε σφάλματα του υλικού του δικτύου (όπως βλάβη του καλωδίου,Ηλεκτρικές παρεμβολές, που δείχνει κακή σταθερότητα του δικτύου.