基于GPS/AIS/VHF的船舶实时动态监控系统

摘要

随着现代航运交通运输的发展，航海的船员们已经越来越深刻地认识到一种安装在船舶上的自动应答和识别装置，对于航海的安全、海运交通控制以及监视海事环境非常有益。在这种情况下，船舶自动识别系统(AIS：Automatic Identification System)应运而生了。AIS是一种综合卫星定位、陀螺罗经、计程仪等导航设备的信息，通过’VHF数据链向外播发与接收相应信息，并在雷达或电子海图等显示设备上显示周边船舶位置及航行动态信息的新型导航通信系统。 把电子海图和信息系统(ECDIS)和AIS系统结合起来，使得从AIS得到的船舶信息能非常直观地显示在电子海图上。AIS接收范围内各条船舶的位置一目了然，航速、航向、转向率等信息在电子海图上都得到了反映，静态数据也可以通过点击各条船舶等简单的方法得到，而且能将AIS接收到的数据存储在数据库中，以便对船舶的历史航行情况进行回放。因此，由ECDIS和AIS以及数据库技术结合起来组成的AIS船舶实时动态监控系统具有很大的实用价值。 本文介绍了AIS的组成原理及其关键技术。设计了基于AIS的船舶实时动态监控系统的架构，根据实际需求给出了系统各个功能模块的功能。分析了AIS的接口协议IEC 61162协议和ITU-R M．1371-1协议，IEC 61162协议定义了AIS与外部数据接口所采用的连线方式、速率设置、语句格式和通信字符定义，ITU-RM．1371-1协议则定义了IEC 61162语句中封装语句的语句格式和各部分的含义。系统使用Delphi对IEC61162语句和ITU-R M．1371-1语句进行解析，其中使用了多线程技术，保证了在后台对AIS数据的快速及时的解析。同时用SQL Server数据库对AIS的数据进行存储，如用户需要回放船舶轨迹，可通过中间层的数据库连接访问数据库，取得相应的信息。并简要介绍了在Delphi中使用MapX控件进行动态电子海图的开发。构想了通过网络技术扩大AIS监控范围的方法，对于实际应用有着重要的意义。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1问题的提出及解决方法

1.2 AIS的介绍

1.2.1 AIS使用的关键技术

1.2.2船载AIS的主要功能

1.2.3 AIS系统的组成

1.2.4 AIS的工作过程

1.3监控系统的总体设计

1.4开发工具

第2章AIS接口协议的分析

2.1 AIS的各种数据

2.1.1来自传感器的数据

2.1.2基带数据

2.1.3 MKD数据

2.2 IEC 61162协议

2.2.1 IEC 61162协议介绍

2.2.2 IEC 61162协议规定的硬件规范

2.2.3 IEC 61162协议的语句格式

2.2.4 IEC 61162协议的封装语句

2.2.5 AlS使用的IEC 61162-1语句

2.3 ITU-R M.1371-1协议

2.3.1 ITU-R M.1371-1协议的介绍

2.3.2 ITU-R M.1371-1协议报文的类型

第3章AIS数据的解析和处理

3.1串口通信

3.2多线程的处理

3.2.1多线程介绍

3.2.2线程的创建

3.2.3线程的执行

3.2.4线程的终止

3.2.5线程中数据库操作的同步

3.2.6线程中VCL资源的同步

3.3 1371语句的解析

3.4数据存储

第4章电子海图显示

4.1 MapX

4.2 MapX中图元对象数据更新的实现

4.2.1空间数据地更新

4.2.2属性数据地更新

4.3多对象图元数据更新的实现

第5章结论与展望

5.1结论

5.2展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间参加的科研项目和发表的论文

附录