船舶航行数据记录仪(Voyage Data Recorder缩写VDR)俗称船用黑匣子,是专门用于记录和保存船舶航行过程重要信息参数的智能化记录设备,其功用相当于飞机上的“黑匣子”。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。海事管理机构和船东可获得在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,研制和生产既符合我国国情并且满足国际海事组织有关技术性能和功能要求的VDR,在技术和应用上都具有重要意义。 本文主要完成了以下工作: 1.依照海事局和船级社指导规范,设计了VDR的软、硬件总体结构。对串口数据,利用FPGA技术和以ARM为主体的智能采集模块系统对信号进行采集;对雷达图像数据和音频数据,设计单独的采集卡进行数掘采集。 2.详细介绍了嵌入式实时操作系统VxWorks及其开发软件;比较了几种常见的嵌入式操作系统;分析了VxWorks的特点、可移植性及核心;介绍其开发软件Tornado的开发系统软件工具包、核心工具、交叉编译环境及应用领域;阐明了VxWorks其作为操作系统的可靠性 3.以PC/104作为硬件平台,采用实时操作系统VxWorks开发主控制面板程序。建立以硬件环境为基础的系统程序,并在此基础上对VDR软件结构进行划分,结合实际设计应用程序。进行了调试分析和研究,对调试过程中可能出现的问题提出解决方案。 4.设计了其它独立设备工作流程;提出定时器、多任务和异常处理等各种关键技术的实现方法。