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船载自动识别系统(AIS)是近几年出现的一种用于船舶避撞以及海事管理的新型助航系统,由岸台基站与船载移动设备两部分共同组成。AIS的出现对海事来说具有极其重要的意义,它大大提高了避撞的准确性,航行安全性以及给海事管理带来了极大的便利,也引起了国际海事组织,国际航标协会,以及国际电信联盟等等国际组织的高度重视。其以TDMA技术为基础,采用了ITDMA、SOTDMA、RATDMA以及FATDMA四种通信协议配合完成组网、工作。在传输信道上采用了ITU为其分配的两个AIS专用信道:AIS1-161.975MHz以及AIS2-162.025MHz。系统同时在两路信道上不断监听接收,而由一路发射机根据时隙表的安排在两路信道上交替进行发射,在数据处理方面采用类HDLC包,NRZI编码以及GMSK调制解调等等。
与之前的AIS产品不同,我们这里并不采用单独的GMSK调制解调芯片来完成GMSK的相关工作,而是采用了最新的针对AIS所开发的专用芯片CMX910,该芯片对于CLASS A和CLASS B两类设备均可适用,其为我们提供了丰富的功能模块,如完成HDLC打包解包,NRZI编解码,GMSK调制解调,时隙计数器,DAC,中断发生器等等。这些功能模块一方面在一定程度上减了处理器的工作负担,另一方面也提高了系统工作的实时性和准确性。
针对CMX910,在系统中我们选用了一个采用ARM7TDMI核的s3c44BOX作为系统处理器,构建了包括主机、键盘与显示系统以及GPS模块等在内的整个系统,给出了系统框图,模块间硬件连接等等。在软件上,完成了包括ITDMA,RATDMA以及SOTDMA在内的通信协议,控制CMX910完成同步、发射以及接收等等工作,以及完成了同键盘与显示系统之间的信息交互等等所有主体通信软件,并且进行了相关I/Q信号对连,发射接收,发射速率改变以及整机运行等等试验。
整个系统软件运行良好,同键盘与显示系统通信正常,与收发机配合准确,能够良好地工作,正确入网,与其它船载设备以及基站之间按照通信协议进行正常稳定的信息收发工作,无论是动态信息还是静态信息都收发正常。并且在此基础上,只要对软件稍加修改,便可以去掉键盘与显示系统而作为发送相关坐标信息的虚拟航标设备;或者是去掉发射机部分,仅使用接收机和小型的键盘与显示系统部分而作为一个便携式的信号接收机等等,用在许多不同的场合,满足不同的需要。