船载航行数据记录仪(VDR) 是专门用于记录和保存船舶航行过程中重要信息参数的智能化记录设备。VDR 以一种安全和可恢复的方式，保存有关船舶运行过程中一段时间的船舶位置、动态、物理状况、命令和操纵信息等。VDR 是一个完整的系统，包括数据处理、编码、数据接口、记录介质、电源供应和专用备用电源(可充电式VDR辅助电池)和相关项目。应能连续记录在事故发生期间的有关活动，当船舶电源中断时船舶的应急电源应能供电，当应急电源中断时专用备用电源应供电2 小时。能记录日期、时间、船位、速度、航向、驾驶室声音、通信声音、雷达数据和显示后的选择、测探仪、主报警、操舵命令和响应、轮机命令和响应、船体破口状况、水密和防火门状况、横摇和船体应力、风速和风向等等。要求在正常工作状态下应是完全自动的，能在事故后保存记录数据并恢复和再现这些数据。与船舶任何设备的连接，都不应妨碍该设备的正常工作，即使船用黑匣子系统出现故障。海事管理机构和船东可获得VDR中的信息，该信息可作为船舶日常维护的参考技术参数，当船舶发生故障之后，该信息用于事故原因的调查。因此，研制和生产VDR 对海难事故的分析,探索事故发生的规律，提高舰船的出航安全和作战能力有着重要的意义。基于此目的，本文主要对航行数据记录仪系统的CAN 网络结构和音频压缩编码部分进行了研究和设计。 本文首先介绍了课题研究的背景和意义，给出了VDR系统的硬件和软件组成结构。 其次分析了现场总线的基本原理，讨论了VDR 中CAN 网络通信系统的方案设计，选择采用CAN总线来传递数据信息。最后介绍了Linux 嵌入式实时操作系统的特点和优势。 对于CAN总线设计，本文以PC/104总线架构的工控机作为硬件平台，详细介绍了基于CAN总线的数据通信系统的硬件架构和软件设计，包括CAN总线的工作原理和其在系统中的应用。研究了CAN总线各个模块的功能，给出了其在Linux 平台下的驱动以及通信方法的具体应用，并用VB 编写了CAN总线的上位机通讯软件。 最后本文对当前语音压缩编码技术和标准进行综述。VDR语音压缩模块是整个VDR系统设计的重点与难点部分，合适的压缩算法能够节省大量的存储空间和程序运行时间，本文经过对多种语音压缩算法的比较之后选择了RPE-LTP 算法作为本系统的压缩算法，同时对RPE-LTP语音压缩编码标准做了介绍。然后研究算法原理，对RPE-LTP算法的实现过程做了深入的分析，并用Matlab 仿真模型进行了编解码建模，对编码前和编码后的语音信号进行了分析，验证了此算法在本系统中的可能性与实用性。 目前，基于CAN总线的船载航行数据记录仪正在研发中，预计明年完成基本的研发工作。