Nghiên cứu chuẩn truyền thông NMEA 0183 và ứng dụng trong các trang thiết bị Hàng hải và Vô tuyến điện

Nghiên cứu chuẩn truyền thông NMEA 0183 và ứng dụng trong các trang thiết bị Hàng hải và Vô tuyến điện

LỜI CẢM ƠN

Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy Vũ Văn Rực cùng các anh trongCông Ty TNHH Kỹ Thuật Và Dịch Vụ Tàu Biển MINH HẰNG ( MINH HANGSTS ) đã tận tình hướng dẫn em trong suốt thời gian làm đồ án vừa qua Đồngthời em cũng xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè đã động viên giúp đỡ để

em có thể hoàn thành đồ án này Qua đây em xin gửi lời cảm ơn đến các thầy, côtrong bộ môn Điện tử - Viễn thông và nhà trường đã dạy dỗ, đào tạo em trongsuốt thời gian qua

Em xin chân thành cảm ơn!

Hải Phòng, Ngày 20 Tháng 11 Năm 2015

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN .i

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT iii

DANH MỤC CÁC BẢNG……… iv

DANH MỤC CÁC HÌNH v

LỜI NÓI ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: PHÂN TÍCH CHUẨN TRUYỀN THÔNG NMEA 0183 2

1.1 Tổng quan. 2

1.1.1 Khái niệm. 2

1.1.2 Đặc điểm truyền thông của chuẩn NMEA 0183. 2

1.2 Giao diện của NMEA 0183. 3

1.3 Định dạng câu lệnh của NMEA 0183. 4

1.3.1 Khái quát. 4

1.3.2 Cấu trúc câu lệnh của NMEA 0183. 5

1.3.3 Một số câu lệnh thường gặp. 11

1.4 Phương thức ghép nối giữa các thiết bị. 15

1.4.1 Các loại đài phát theo chuẩn NMEA 0183. 15

1.4.2 Các phương pháp ghép nối giữa thiết bị phát và thiết bị thu. 18

CHƯƠNG 2: ỨNG DỤNG CỦA CHUẨN TRUYỀN THÔNG NMEA 0183 TRONG CÁC TRANG THIẾT BỊ HÀNG HẢI VÀ VÔ TUYẾN ĐIỆN 22

2.1 Kiểm tra dữ liệu ra của đài phát bằng phần mềm GpcSim. 22

2.1.1 Giới thiệu phần mềm. 22

2.1.2 Mô phỏng bằng phần mềm. 23

2.2 Mạch khuếch đại NMEA dùng IC MAX485. 26

CHƯƠNG 3: NMEA 2000 - XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA CHUẨN GHÉP NỐI MỚI. 29

3.1 Giới thiệu chung. 29

3.2 Cấu trúc mạng NMEA 2000 32

3.2.1 Các thành phần của mạng. 32

3.3 Phương thức chuyển đổi giữa NMEA 0183 và NMEA 2000®. 34

KẾT LUẬN 39

TÀI LIỆU THAM KHẢO 40

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT AIS Automatically Identification System

( Hệ thống tự động nhận dạng ) ARPA Automatic Radar Plotting Aids

( Thiết bị đồ giải tránh va tự động ) CAN Controller Area Network

( Mạng điều khiển cục bộ ) IEC International Electrotechnical Commission

( Ủy ban kĩ thuật điện quốc tế ) IMO International Maritime Organization

( Tổ chức Hàng hải quốc tế ) NMEA National Marine Electronics Association

( Hiệp hội điện tử Hàng hải quốc gia ) GPS Global Positioning System

( Hệ thống định vị toàn cầu )

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Mô tả câu lệnh được phê duyệt 5

Bảng 1.2 Mã nhận dạng đài phát theo chuẩn NMEA 8

Bảng 1.3 Một số kiểu câu lệnh của NMEA 0183 10

Bảng 3.1 Tốc độ truyền dữ liệu theo độ dài cáp trục chính. 34

Bảng 3.2 Chuyển đổi gói tin giữa NMEA 0183 và PNG

NMEA 2000®

36

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1 Cấu trúc khung dữ liệu của chuẩn NMEA 0183 4

Hình 1.3 Đài phát theo tiêu chuẩn RS 422 17

Hình 1.4 Cấu trúc dây tín hiệu trong phiên bản NMEA

0183-HS

18

Hình 1.5 Kết nối giữa thiết bị phát với nhiều thiết bị thu 18

Hình 1.6 Ghép nối giữa các thiết bị vi sai 19

Hình 1.7 Ghép nối với thiết bị thu chỉ có một tín hiệu vào 19

Hình 1.8 Ghép nối giữa thiết bị phát và thu theo chuẩn

Hình 2.2 Mô phỏng câu lệnh VTG, ZDA và GLL bằng phần

LỜI NÓI ĐẦU

Thế giới bước vào thế kỉ 21 là kỉ nguyên của khoa học và công nghệ Rấtnhiều thành tựu khoa học đã, đang và sẽ được ứng dụng trong mọi lĩnh vực củasản xuất cũng như trong cuộc sống, và trong đó có ngành công nghiệp Hàng hải.Với sự phát triển của khoa học kĩ thuật các trang thiết bị nghi khí Hàng hải và

vô tuyến hiện đại được trang bị rất nhiều trên tàu nhằm nâng cao hiệu quả khaithác và đảm bảo an toàn Hàng hải Các trang thiết bị này cần phải được tích hợpvới nhau thông qua một chuẩn tín hiệu để trao đổi thông tin và thu thập những

dữ liệu cần thiết Bên cạnh đó, các thiết bị Hàng hải hiện đại cũng cần dữ liệu từnhiều nguồn khác nhau vì thế phải có một mạng lưới chuẩn để tích hợp dữ liệuđầu vào trên một kênh duy nhất Chuẩn truyền thông NMEA 0183 được pháttriển và ứng dụng trên tàu thuỷ đã đáp ứng được những yêu cầu trên

Chính vì những lí do trên mà em đã lựa chọn đề tài : “Nghiên cứu chuẩn truyền thông NMEA 0183 và ứng dụng trong các trang thiết bị Hàng hải và

Vô tuyến điện”.

Đề tài bao gồm những nội dung sau:

Chương 1: Phân tích chuẩn truyền thông NMEA 0183

Chương 2: Ứng dụng của chuẩn truyền thông NMEA 0183 trong các trangthiết bị Hàng hải và Vô tuyến điện

Chương 3: NMEA 2000 – Xu hướng phát triển của chuẩn ghép nối mới

CHƯƠNG 1: PHÂN TÍCH CHUẨN TRUYỀN THÔNG NMEA 0183 1.1 Tổng quan.

1.1.1 Khái niệm.

NMEA ( National Marine Electronics Association ) là chuẩn Hàng hải do

tổ chức điện tử Hàng hải của Mĩ phát triển và có liên kết chặt chẽ với ủy ban kĩthuật điện quốc tế IEC Chuẩn này ra đời để truyền dữ liệu giữa các thiết bịHàng hải giúp chúng có thể trao đổi thông tin dễ dàng với nhau Từ khi ra đờichuẩn NMEA luôn được sửa đổi và hoàn chỉnh, đến nay được biết đến với nhiềuphiên bản khác nhau như NMEA 0180, NMEA 0182, NMEA 0183 và NMEA2000® Hiện nay trên một số các tàu cũ chuẩn NMEA 0180 và NMEA 0182 vẫncòn được sử dụng nhưng phổ biến và tất cả các trang thiết bị Hàng hải đều tươngthích là chuẩn truyền thông NMEA 0183 Chuẩn truyền thông NMEA 0183được phát hành vào tháng 3 - 1983 và đã phát triển qua nhiều phiên bản khácnhau và mới nhất hiện nay là NMEA 0183 V4.10

Chuẩn NMEA 0183 là chuẩn truyền thông nối tiếp định nghĩa giao diệngiữa các phần khác nhau của các trang thiết bị điện Hàng hải với các máy tínhHàng hải, cho phép chúng có thể bắt tay và chia sẻ những thông tin quan trọngvới nhau Có thể hiểu rằng, NMEA 0183 là một tiêu chuẩn kỹ thuật kết hợp điện

và dữ liệu cho việc truyền thông giữa các trang thiết bị điện Hàng hải như máy

đo sâu, máy đo gió, la bàn, lái tự động, máy thu định vị vệ tinh GPS và nhiềuloại thiết bị khác Do đó chuẩn NMEA 0183 dần trở thành chuẩn truyền thôngphổ biến mà các trang thiết bị điện tử Hàng hải có thể sử dụng để kết nối vớinhau Ngoài ra, chuẩn này còn quy định cụ thể cả các kết nối điện tạo nên một

hệ thống NMEA, phương pháp truyền thông truyền tải dữ liệu và định dạngnhững câu lệnh dữ liệu mang thông tin NMEA

1.1.2 Đặc điểm truyền thông của chuẩn NMEA 0183.

Các đặc điểm kỹ thuật truyền dữ liệu của chuẩn NMEA 0183 phiên bản 1,

2 và 3 về cơ bản là giống như chuẩn kết nối RS 232 ở việc cài đặt: tốc độ 4800baud, 1 bit Start, 1 bit Stop và 0 bit kiểm tra Parity

Ngoài ra, chuẩn NMEA phiên bản 3 còn có thêm một tốc độ mới là 38400baud làm cho nó còn được gọi là NMEA 0183-HS Điều này cho phép thiết bịARPA mới nhất và thiết bị nhận dạng AIS yêu cầu tốc độ liên kết cao hơn đểgửi số lượng các thông tin lớn hơn.

Dữ liệu gửi đi tất cả ở dạng mã ASCII ( dữ liệu bit 7 luôn là bit 0 ), do đó

có thể xem trực tiếp trên một chương trình máy tính “đầu cuối” mặc dù những gìđược nhìn thấy có thể không có ý nghĩa nhiều

1.2 Giao diện của NMEA 0183.

NMEA 0183 là một chuẩn truyền thông được thiết kế để truyền dữ liệunối tiếp một chiều từ đài phát ( Talker ) đến một hay nhiều đài thu ( Listener )

Dữ liệu ở dạng mã ASCII chứa các thông tin về vị trí, tốc độ, hướng hành trình,

độ sâu,…và độ dài một gói tin có thể từ 20-70 kí tự Các thiết bị Talker vàListener được định nghĩa như sau:

- Talker: là thiết bị có thể gửi dữ liệu đến các thiết bị khác như máy thu GPS,máy đo sâu,…và nó được nhận dạng bởi 2 kí tự nhớ Ví dụ: GP ( tín hiệu GPS ),

Hình 1.1: Cấu trúc khung dữ liệu của chuẩn NMEA 0183

Các đặc tính kĩ thuật của chuẩn NMEA 0183 các phiên bản 1, 2 và 3 đềuđáp ứng được yêu cầu của chuẩn kết nối máy tính RS-422 Chúng sử dụng tínhiệu điện áp +5/0 Volt, đó là điện áp thấp và dễ dàng để kết nối với máy tính.Tuy nhiên, mức điện áp hiện nay trên đường truyền lớn hơn và có thể lên đến +/-

15 Volt, nhất là nơi mà thiết bị cũ được sử dụng theo các tiêu chuẩn của phiênbản 1, điện áp tín hiệu là +/-12 Volt đến 15 Volt Do đó các đầu vào NMEA

0183 phù hợp với phiên bản 2 hoặc cao hơn đều có khả năng thu nhận tín hiệusai khác +/-15 Volt mà không phí hao tổn

Với các đặc điểm kĩ thuật đó, NMEA 0183 yêu cầu các thiết bị thu phảiđược cách li quang Điều này làm giảm sự can thiệp của nhiễu và loại bỏ đượcvấn đề hiệu ứng vòng đất Và tất cả các kết nối phải được thực hiện bằng việc sửdụng Cable xoắn đôi với một dây chống nhiễu Để ngăn chặn hiệu ứng vòng đất,dây chống nhiễu chỉ nên kết nối với một đầu cuối

1.3 Định dạng câu lệnh của NMEA 0183.

1.3.1 Khái quát.

Tất cả dữ liệu của chuẩn NMEA 0183 được truyền đi dưới dạng câu lệnh

Số lượng kí tự tối đa trong một câu lệnh là 82, bao gồm tối đa là 79 kí tự bắt đầu

từ kí tự “$” và kết thúc tại <CR><LF>

Số lượng tối thiểu các trường trong một câu lệnh là 1 Trường đầu tiên làtrường chứa địa chỉ danh tính của đài phát Talker và các định dạng xác định sốtrường dữ liệu trong câu, các loại dữ liệu mà nó chứa và thứ tự các lĩnh vực dữ

liệu được truyền đi Phần còn lại của câu lệnh có thể chứa số 0 hoặc nhiềutrường dữ liệu.

Số lượng tối đa của các trường được cho phép trong một câu lệnh bị giớihạn bởi chiều dài của câu lệnh tối đa là 82 kí tự Các trường Null có thể được cómặt trong câu và sẽ luôn luôn được sử dụng nếu dữ liệu cho trường đó là khôngcó

Tất cả các câu lệnh đều được bắt đầu bằng kí tự “$” và kết thúc bằng dấuphân cách chấm dứt câu lệnh <CR><LF>

Câu lệnh được phê duyệt là những phác thảo để sử dụng chung và chi tiết trong tiêu chuẩn NMEA 0183 Một câu lệnh được phê duyệt bao gồm các yếu tố sau:

$ HEX 24 – Bắt đầu của một câu lệnh

<address field> Mã nhận dạnh Talker và định dạng câu lệnh

“,” <data field> 0 hoặc nhiều trường dữ liệu

“,” <data field>

“*” <checksum field> Trường kiểm tra tổng

<CR><LF> HEX 0D 0A – Kết thúc câu lệnh

Bảng 1.1: Mô tả câu lệnh được phê duyệt

1.3.2 Cấu trúc câu lệnh của NMEA 0183.

Định dạng của một câu lệnh được phê duyệt như sau:

$ aaccc,c c*hh<CR><LF>

Trong đó: . $: kí tự bắt đầu của một câu lệnh

. aa: là nhận dạng của thiết bị Talker ( Ví dụ: thiết bị GPS là GP,… ) .ccc: kiểu dữ liệu của câu ( Ví dụ: GGA – Global Positioning SystemFix Data )

. “,”: dấu phân cách, bắt đầu mỗi trường ngoại trừ trường địa chỉ vàtrường checksum Nếu nó theo sau một trường null nó ám chỉ không có dữ liệutrong một trường

c c: nội dung dữ liệu của câu lệnh và có thể thay đổi phụ thuộc vàokiểu dữ liệu đang được truyền.

“*”: dấu phân cách trường kiểm tra tổng theo sau trường dữ liệucuối cùng của câu Nó chỉ ra rằng hai kí tự chữ số sau nó là các giá trị HEX củatrường kiểm tra tổng

hh: là hai kí tự chữ số kiểm tra tổng ( checksum ) Hai chữ số này

là hai số HEX và được tính bằng tất cả các kí tự ở giữa kí tự “$” và “*”

. <CR><LF>: kết thúc một câu

Đối với các thiết bị Talker, chuẩn NMEA quy định mã nhận dạng như sau:

AUTOPILOT General ( Máy lái tự động đa năng ) AG*

Magnetic( Máy lái tự động theo từ trường )

CT*

Radio-Telephone(VHF)( Điện thoại vô tuyến VHF )

CV*

Scanning Receiver ( máy thu quét truyền thông )

CX*

Direction Finder ( Kính ngắm định hướng ) DF*

Electronic Chart Display & Information System ( ECDIS )

( Hệ thống thông tin và Hải đồ điện tử )

EC

Emergency Position Indicating Beacon ( EPIRB ) EP*

Engineroom Monitoring Systems

( Hệ thống kiểm tra buồng máy )

ER

Global Navigation Satellite System ( GNSS ) GN

Global Positioning System ( GPS )

( Hệ thống định vị toàn cầu )

GP

HEADING SENSORS Magnetic Compass

( Hướng mũi tàu theo là bàn từ )

Integrated Instrumentation ( Trang thiết bị tích hợp ) II

Integrated Navigation ( Định vị thông tin tích hợp ) IN

Electronic Positioning System, other/general

( Hệ thống định vị điện tử )

SN

Turn Rate Indicator ( Bộ chỉ báo tốc độ quay lái ) TI*

TIMEKEEPERS Automic Clock (Đồng hồ nguyên tử) ZA

Chronometer( Đồng hồ bấm giờ ) ZCQuarzt ( Đồng hồ thạch anh ) ZQRadio Update

( Đồng hồ cập nhật bằng vô tuyến )

ZV

Weather Instruments ( Dụng cụ báo thời tiết ) WI

Bảng 1.2: Mã nhận dạng đài phát theo chuẩn NMEA

* Được quy định bởi IEC để sử dụng với các thiết bị điện tử Hàng hải theo yêucầu của IMO trong quy ước SOLAS ( Sửa đổi năm 1974 )

Một số kiểu câu lệnh của NMEA 0183:

AAM Waypoint Arrival Alarm Thông tin báo động

ALM GPS Almanac Data Dữ liệu GPS

APB Autopilot Sentence “B” Máy lái tự động

*ASD Autopilot System Data Dữ liệu từ hệ thống máy lái tự độngBEC Bearing & Distance to

Waypoint-Dead Reckoning

Góc phương vị và khoảng cách đếnmục tiêu-tính toán góc va chạm

BOD Bearing-Origin to Destination Góc phương vị và vị trí xuất phát tới

mục tiêuBWC Bearing & Distance to

Waypoint

Góc phương vị và khoảng cách đếnmục tiêu

BWR Bearing & Distance to

Waypoint -Rhumb Line

Góc phương vị và khoảng cách đếnmục tiêu-Đường đạo hang

DBT Depth Below Transducer Thông tin về độ sâu

*DSC Digital Selective Calling

Information

Thông tin về cuộc gọi chọn số

DSE Expanded Digital Selective

Calling

Mở rộng gọi chọn số

DSI DSCTransponder Initialize Thiết bị phát đáp Radar

DSR DSCTransponder Respone Bộ đáp ứng tín hiệu phát đáp

*DTM Datum Reference Gốc quy chiếu tham khảo

*FSI Frequency Set Information Thiết lập thông tin tần số

GBS GNSS Satellite Fault Detection Phát hiện lỗi vệ tinh GNSS

GGA Global Positioning System Fix

Data

Dữ liệu định vị toàn cầu

GLC Geographic Position-Loran C Vị trí địa lí-Loran C

GLL Geographic Position-Lat/Long Vị trí kinh độ/vĩ độ

GNS GNSS Fix Data Dữ liệu cố định GNSS

GRS GNSS Range Residuals Phạm vi số dư GNSS

GSA GNSS DOP & Active Satellites GNSS DOP và vệ tinh chủ độngGST GNSS Pseudorange Error

Statistics

Thống kê lỗi GNSS

GSV GNSS Satellite in View Theo dõi vệ tinh GNSS

GXA TRANSIT Position Vị trí TRANSIT

*HDG Heading, Deviation &

Variation

Hướng chuyển động, sự chênh lệch

và biến thể

HSC Heading Steering Hướng máy lái

LCD Loran-C Signal Data Tín hiệu dữ liệu Loran C

MSK MSK Receiver Interface Thông tin cổng thu MSK

MSS MSK Receiver Signal

Temperature

Thông tin về nhiệt độ cổng thu MSK

MTW Water Temperature Thông tin về nhiệt độ nước

MWD Wind Direction & Speed Hướng và tốc độ gió

*MWV Wind Speed & Angle Numbers Tốc độ gió và số góc

OLN Omega Lane Numbers Số dòng Omega

RMA Recommended Minimum

Specific Loran-C Data

Dữ liệu Loran C tối thiểu

Dữ liệu GNSS tối thiểu

*RSA Rudder Sensor Angle Góc cảm biến bánh lái

*RSD Radar System Data Hệ thống dữ liệu Radar

*SFI Scanning Frequency

Information

Thông tin tần số quét

STN Multiple Data ID ID đa dữ liệu

TLL Target Latitude & Longtitude Hướng kinh độ/vĩ độ

TRF TRANSIT Fix Data Dữ liệu TRANSIT cố định

*TTM Tracked Target Message Tin nhắn mục tiêu

Bảng 1.3: Một số kiểu câu lệnh của NMEA 0183

* Được quy định bởi IEC để sử dụng với các thiết bị điện tử Hàng hải theo yêucầu của IMO trong quy ước SOLAS ( Sửa đổi năm 1974 )

1.3.3 Một số câu lệnh thường gặp.

AAM – Waypoint Arrival Alarm.

Tình trạng ( khi vòng tròn xuất hiện, hoặc thông qua các góc vuông củađường) tại điểm tham chiếu

$ AAM,A,A,x.x,N,c c*hh<CR><LF>

1 2 3 4 5 6

Trong đó: 1 A = arrival cirle entered: đường tròn xuất hiện.

V = arrival cirle not entered: đường tròn không xuất hiện

2 A = perpendicular passed at waypoint: vuông góc qua điểm thamchiếu

V = perpendicular not passed: vuông góc không qua điểm thamchiếu

3 Arrival circle radius: bán kính vòng tròn đến

4 Units of radius, nautical miles: các đơn vị của bán kính, hải lí

5 Waypoint ID: ID của điểm tham chiếu

6 Checksum: trường kiểm tra tổng

APB – Autopilot Sentence “B”.

Thường được sử dụng bởi Autopilots, câu lệnh này chứa điều hướng nhậncảnh báo tình trạng bộ cảnh báo, lỗi cross-track, tình trạng điểm tham chiếu,chịu lực ban đầu từ nguồn gốc điểm tham chiếu đến đích, chịu lực liên tục từ vịtrí hiện tại tới điểm đến và đề nghị hướng đến điểm tham chiếu đích cho chuyểnhướng chân hoạt động của cuộc hành trình

$ APB,A,A,x.x,a,N,A,A,x.x,a,c c,x.x,a,x.x,a*hh<CR><LF>

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Trong đó: 1 A = Data valid: dữ liệu hợp lệ

V = Loran-C Blink or SNR warning: cảnh báo Loran-C Blink hoặcSNR

V = General warning flag for other navigation systems when areliable fix is not available: cờ cảnh báo chung cho các hệ thống điều hướngkhác khi bản sửa lỗi đáng tin cậy là không có sẵn

2 A = Data valid or not used: dữ liệu hợp lệ hoặc không sử dụng

V = C Cycle Lock warning flag: Khóa biển cảnh báo

Loran-C Loran-Cycle

3 Magnitude of XTE ( cross-track-error ): đại lượng XTE

4 Direction to steer, L/R: hướng lái, L/R

5 XTE units, nautical miles: đơn vị XTE, hải lí

6 A = Arrival circle entered: đường tròn

7 A = perpendicular passed at waypoint: vuông góc qua điểm thamchiếu

8 Bearing origin to destination, M/T: gốc bệ đỡ đến đích, M/T

9 Destination waypoint ID: ID điểm tham chiếu đích

10 Bearing, Present position to destination, Magnetic or True: chịulực, vị trí hiện tịa đến đích, từ trường hay đúng

11 Heading-to-steer to destination waypoint, Mag or True

BEC-Bearing & Distance to Waypoint-Dead Reckoning.

Thời gian ( UTC ), khoảng cách, chịu lực và vị trí của 1 điểm tham chiếuđược xác định từ vị trí Deadreckoned hiện tại

$ BEC,hhmmss.ss,llll.ll,a,yyyyy.yy,a,x.x,T,x.x,M,x.x,N,c c*hh<CR><LF>

1 2 3 4 5 6 7

Trong đó: 1 UTC of observation: giờ UTC

2 Waypoint latitude, N/S: vĩ độ, Bắc/Nam

3 Waypoint longitude, E/W: kinh độ, Đông/Tây

4 Bearing, degrees True

5 Bearing, degrees Magnetic

6 Distance, nautical miles: khoảng cách, hải lí

7 Waypoint ID: ID điểm tham chiếu

BOD-Bearing-Origin to Destination.

Mang góc của đường thẳng, tính theo điểm tham chiếu gốc, kéo dài đếnđiểm tham chiếu gốc đối với hoạt động chuyển hướng chân của cuộc hành trình

$ BOD,x.x,T,x.x,M,c c,c c*hh<CR><LF>

1 2 3 4

Trong đó: 1 Bearing, degree True

2 Bearing, degree Magnetic

3 Destination Waypoint ID: ID điểm tham chiếu đích

4 Origin Waypoint ID: ID điểm tham chiếu gốc

DBT-Depth Below Transducer.

Độ sâu của nước đến các đầu dò

$ DBT,x.x,f,x.x,M,x.x,F*hh<CR><LF>

1 2 3

Trong đó: 1 Water depth, Feet: độ sâu của nước, đơn vị feet

2 Water depth, Meters: độ sâu của nước, đơn vị mét

3 Water depth, Fathoms: độ sâu của nước, đơn vị sải

*DSC-Digital Selective Calling Information.

Câu lệnh này được sử dụng để nhận một cuộc gọi hoặc cung cấp dữ liệu

từ một điện thoại không dây sử dụng kĩ thuật số phù hợp với khuyến nghị ITU-RM.493 ( Trước đây là khuyến nghị CCIR 493 )

5 :loại truyềnthông.

6 : vị trí hoặc kênh/tần số

7 : thời gian hoặc số điện thoại

8 : mã MMSI của tàu bị nạn

Trong đó: 1 Latitude, N/S: vĩ độ, Bắc/Nam

2 Longitude, E/W: kinh độ, Đông/Tây

3 UTC of Position: thời gian UTC

4 A = Data valid: dữ liệu hợp lệ

V = Data not valid: dữ liệu không hợp lệ

VTG-Course Over Ground and Ground Speed

$ VTG,x.x,T,x.x,M,x.x,N,x.x,K*hh<CR><LF>

1 2 3 4

Trong đó: 1 Course, degree True

2 Course, degree Magnetic

3 Speed, Knots: tốc độ, đơn vị hải lí

4 Speed, km/hr: tốc độ, đơn vị Km/h

ZDA-Time & Date.

Chỉ thời gian UTC và khu vực

$ ZDA,hhmmss.ss,xx,xx,xxxx,xx,xx*hh<CR><LF>

1 2 3 4 5 6

Trong đó: 1 UTC: thời gian UTC

2 Day 01 to 31: ngày, từ mùng 01 đến 31 (theo UTC )

3 Month 01 to 12: tháng, từ tháng 01 đến 12 ( theo UTC )

4 Year: năm ( theo UTC )

5 Local zone , 00 to 13 hrs: múi giờ khu vực, từ 00 đến

13 giờ

6 Local zone , 00 to +59: phút khu vực, từ 00 đến +59

1.4 Phương thức ghép nối giữa các thiết bị.

1.4.1 Các loại đài phát theo chuẩn NMEA 0183.

Chuẩn truyền thông NMEA 0183 cho phép một thiết bị đài phát ( Talker)ghép nối song song với nhiều thiết bị đài thu ( Listener ) trên cùng một mạchđiện Tín hiệu ra của chuẩn NMEA 0183 được truyền trên cả hai chuẩn tín hiệu

RS 232 và RS 422

a Đài phát chuẩn NMEA 0183 V1.x theo chuẩn RS 232.

Ở phiên bản 1, thiết bị đài phát chỉ có một đường dữ liệu NMEA ( Tx datahoặc Out ) và sử dụng đường thứ hai là đường nối đất để kết nối tới cổng nốitiếp của máy tính Nó có cấu trúc như sau:

Hình 1.2: Đài phát theo chuẩn RS 232.

Đài phát chỉ có một mức tín hiệu được sử dụng giống như trong chuẩnmáy tính RS 232 Các tín hiệu dữ liệu điện áp lên đến +/-15 Volt và mức logic

“1”, hoặc bit STOP được xác định trong dải từ -15 Volt đến +0.5 Volt Với mứclogic “0” hoặc bit START thì được xác định trong dải từ +0.4 Volt đến +15Volt Phương pháp kết nối này giống như là “kết thúc đơn” sẽ được thay thếbằng phương pháp vi sai trong phiên bản 2.0

b Đài phát chuẩn NMEA 0183 V2.x theo chuẩn RS 422.

Theo quy định trong chuẩn tín hiệu RS 422 thì với các phiên bản NMEA2.0 hoặc mới hơn, các kết nối phải được gắn nhãn “A”, “B” tương ứng vớiData+, Data- và Shield

EIA-422-A quy định các trạng thái tín hiệu của đài phát có nghĩa là cáclogic “1” hoặc trạng thái bit STOP được xác định bởi một điện áp âm trên dây

“A” đối với dây “B” Và ngược lại, một logic “0” hoặc trạng thái bit STARTđược xác định bởi một điện áp dương trên dây “A” đối với dây “B” Nó có cấutrúc kết nối như sau:

Hình 1.3: Đài phát theo tiêu chuẩn RS 422.

Với “A” là đầu ra của bộ khuếch còn “B” là đầu ra đảo, dây chống nhiễu sẽđược nối với khung Trong thực tế nghĩa là, khi mức logic “1” được thiết lập thìđầu ra dây “A” là 0 Volt, dây “B” là 5 Volt Và ngược lại, khi ở mức logic “0”thì đầu ra dây “A” là 5 Volt còn dây “B” là 0 Volt Lưu ý, các mức điện áp nàyđược xác định khi không kết nối với tải

c Đài phát khác.

Mặt khác, ở phiên bản NMEA 3.x hoặc NMEA 0183-HS thì tốc độ Baundcao hơn nhiều so với các phiên bản trước nên cho phép các thiết bị ARPA vàAIS mới có thể gửi một lượng lớn thông tin một cách kịp thời Để làm được điềunày thì phiên bản NMEA 0183-HS ngoài hai dây tín hiệu “A”, “B” còn có mộtdây tín hiệu “C” ( Signal ground) Nó được mô tả như sau:

Hình 1.4: Cấu trúc dây tín hiệu trong phiên bản NMEA 0183-HS.

1.4.2 Các phương pháp ghép nối giữa thiết bị phát và thiết bị thu.

b Ghép nối với các thiết bị vi sai theo chuẩn NMEA 0183.

Thiết bị vi sai này tuân theo các quy tắc của chuẩn NMEA 0183 phiên bản2.0 với đầu vào A/+ của thiết bị thu được nối với đầu ra A của thiết bị phát, cònđầu vào B/- thì được nối với đầu ra B của thiết bị phát Nó có cấu trúc như sau:

Hình 1.6: Ghép nối giữa các thiết bị vi sai.

Đối với một số thiết bị Listener chỉ có một đầu vào duy nhất thì tín hiệu

sẽ được ghép nối như sau Đầu vào A/+ của thiết bị thu được ghép với đầu ra Acủa thiết bị phát, còn đầu vào B/- thì được nối với chân Ground của thiết bị phát:

Hình 1.7: Ghép nối với thiết bị thu chỉ có một tín hiệu vào.

c Ghép nối giữa các thiết bị theo chuẩn NMEA 0183-HS.

Do có thêm một đường dây tín hiệu “C” trong chuẩn NMEA 0183-HS nêntín hiệu giữa đài phát và đài thu sẽ được ghép nối như sau: