WAT IS NMEA 2000 en hoe kan de communicatie kwaliteit van NMEA 2000 protocol beoordeeld worden?

Klik voor productgegevens

Definitie
NMEA 2000 is een standaardprotocol voor communicatie tussen schepen en maritieme elektronica.het bouwt voort op het vorige NMEA 0183-protocol om een efficiëntere en flexibelere communicatiestandaard te bieden- Aanpassing aan de steeds complexere functionele en gegevensuitwisselingsvereisten van moderne elektronische marineapparatuur.
Protocolarchitectuur
NMEA 2000 is gebaseerd op de Controller Area Network (CAN) bus technologie.In maritieme toepassingenDe netwerktopologie kan een lineaire bus, een boomstructuur of een combinatie van beide zijn.Deze flexibiliteit stelt apparatuur in staat gemakkelijk toegang te krijgen tot het netwerk en zich aan te passen aan verschillende scheepsopstellingen en apparatuurnummers.

Bijvoorbeeld op een klein jacht kunnen GPS-navigatoren, diepte-meters en motorbewakingsapparaten eenvoudig op een lineaire manier met de CAN-bus worden verbonden.een complexer boomvormig netwerk kan worden gebouwd om talrijke sensoren te verbinden, navigatieapparatuur, communicatieapparatuur, enz.

Kenmerken van de gegevensoverdracht
Hoge snelheid:NMEA 2000 heeft een gegevensoverdrachtsnelheid van maximaal 250 kbps, een enorme verbetering ten opzichte van het NMEA 0183 protocol (maximale baudsnelheid van 4800bps).Dit stelt het in staat om snel een grote hoeveelheid navigatiegegevens over te brengen., zoals de positie van het schip, snelheid, koers, diepte, weergegevens en de statusgegevens van verschillende apparatuur.snel bijgewerkte positie- en snelheidsgegevens kunnen tijdig worden verzonden tussen navigatieapparatuur en automatische pilootapparatuur via het NMEA 2000-protocol, waardoor de nauwkeurigheid van de navigatie wordt gewaarborgd.

Communicatie met meerdere apparaten:In een NMEA 2000-netwerk kunnen apparaten van verschillende fabrikanten worden aangesloten.zolang deze apparaten voldoen aan de NMEA 2000-normDit komt omdat het protocol uniforme regels voor gegevensformaten en communicatie vaststelt.die allemaal gegevens kunnen uitwisselen en samenwerken via het NMEA 2000-netwerk.
Specificatie van het gegevensformaat

Het NMEA 2000-protocol heeft strikte voorschriften voor het formaat van de gegevens.elk met een uniek identificatienummer genaamd PGN-parametergroepnummer. PGN identificeert het type en de inhoud van een bericht en varieert van 0 tot 65535. Bijvoorbeeld, PGN 129025 geeft de positie informatie van het schip, met inbegrip van lengtegraad, breedtegraad, hoogte, enz.PGN 129026 geeft de snelheidsinformatie van het schip aanHet apparaat kan de ontvangen gegevens op basis van PGN herkennen en verwerken, waardoor nauwkeurige gegevensuitwisseling en -interactie mogelijk is.
Toepassingsgebied

Navigatie en automatische piloot:In de maritieme navigatie stelt het NMEA 2000-protocol GPS-navigatoren in staat om nauwkeurige positie, snelheid, koers en andere informatie over te brengen naar andere apparaten aan boord, zoals elektronische kaartdisplays,automatische piloot enzovoortDe automatische piloot kan de koers en snelheid van het schip automatisch aanpassen volgens deze informatie, in combinatie met de vooraf ingestelde route en elektronische kaart, om automatische navigatie te bereiken.Bijvoorbeeld:Wanneer het schip op zee vaart, stuurt de navigator via het NMEA 2000-protocol de real-time positie van het schip naar de automatische piloot.en de automatische piloot controleert automatisch het roer Hoek van het schip volgens deze informatie en vergelijkt het met de vooraf ingestelde koers, zodat het schip de juiste koers volgt.

Hoe beoordeelt men de communicatie kwaliteit van NMEA 2000 protocol?

Genauigheid van de gegevensoverdracht
Verificatie van positie-informatie:Voor nautische toepassingen is positie-informatie (lengte- en breedtegraad) een van de meest cruciale gegevens.Dit kan worden bepaald door de locatiegegevens van meerdere NMEA 2000-conforme navigatieapparaten te vergelijkenAls de locatiegegevens die ze weergeven binnen een redelijk foutbereik liggen (meestal binnen een paar meter tot tientallen meters), kan de locatiegegevens worden gebruikt om de locatie te bepalen.afhankelijk van de nauwkeurigheid van de apparatuur en omgevingsfactoren)Bijvoorbeeld in een open en goed gesignaleerde omgeving zoals een haven is de fout van de positie van het schip die door de twee apparaten wordt weergegeven minder dan 10 meter.waarin wordt aangegeven dat de communicatie van het protocol van goede kwaliteit is bij het verzenden van locatiegegevens.

Verificatie van snelheids- en koersgegevens:Wanneer het schip stabiel vaart, worden de snelheids- en koersgegevens verkregen van verschillende apparatuur (zoals de radar, de log, deenz.) moet overeenkomen.Als de snelheidsgegevens met meer dan een bepaald bereik verschillen (bijvoorbeeld meer dan 10% van het normale snelheidsschommelingsbereik van het schip) of de koersgegevens aanzienlijk verschillen (meer dan 5-10 graden), kan het wijzen op een probleem met de kwaliteit van de communicatie.

Integriteit van de gegevensoverdracht
Check van de integriteit van het bericht: Elk bericht van het NMEA 2000-protocol heeft een vast formaat en inhoud, inclusief het berichtkopje, het parametergroepnummer (PGN), de gegevensvelden en de berichtstaart.U kunt een professionele netwerk monitoring tool of de diagnostische functie van het apparaat te gebruiken om te controleren of het ontvangen bericht is voltooidBijvoorbeeld als in een bericht met informatie over de diepte van het schip (PGN 129029) delen van het gegevensveld ontbreken (zoals het significante numerieke deel van de dieptewaarde),de gegevensoverdracht is onvolledig en de communicatie kwaliteit is slecht.

Beoordeling van het gegevensverliespercentage: Statistieken van gegevensverlies tijdens een lange periode van gegevensoverdracht.Sommige geavanceerde apparatuur of software voor netwerkbewaking kan het aantal verloren gegevens en de hoeveelheid verloren gegevens registrerenIn het algemeen dient het gegevensverliespercentage lager te zijn dan een bepaalde drempel, bijvoorbeeld bij normale navigatie, wanneer het gegevensverliespercentage meer dan 1% bedraagt, kan het normale gebruik van de apparatuur worden beïnvloed,en de communicatie kwaliteit moet verder worden gecontroleerd.

Gegevensoverdrachtsnelheid en realtime
Versnellingstest:Het gebruik van professionele netwerketestapparatuur om de gegevensoverdrachtsnelheid van het NMEA 2000-netwerk te meten.hoewel het dit maximum mogelijk niet bereikt als gevolg van factoren zoals de prestaties van het apparaat en de netwerkbelastingBijvoorbeeld in een middelgroot net van elektronische marineapparatuur (waaronder GPS, radar, motorbewaking en andere apparatuur),de gegevensoverdracht moet kunnen stabiliseren op ongeveer 100-200 kbps om ervoor te zorgen dat verschillende gegevens (locatie in realtime), snelheid, status van de apparatuur, enz.) tijdig kunnen worden verzonden.

Real-time detectie:Controleer of de gegevens tijdig worden bijgewerkt. Bijvoorbeeld voor de positiegegevens van een schip, wanneer het schip met hoge snelheden (zoals 15-20 knopen) rijdt,de positie-informatie moet om de paar seconden (meestal 1-5 seconden) worden bijgewerkt om ervoor te zorgen dat de navigatie-apparatuur en de automatische pilootapparatuur volgens de nieuwste informatie kunnen werken;Als de vertraging bij de gegevensupdate aanzienlijk is, meer dan twee keer de normale updateperiode, kan dit worden veroorzaakt door onvoldoende communicatiesnelheid of netwerkcongestie,die van invloed zijn op de communicatie kwaliteit.

Netwerkstabiliteit en vermogen tegen storingen
Netwerkverbindingsstabiliteit:Controleer of netwerkverbindingen tussen apparaten vaak worden onderbroken.Tijdens normale navigatie, als de verbindingen tussen apparaten vaak worden verbroken (bijvoorbeeld meer dan 3 tot 5 keer per uur), kan dit te wijten zijn aan netwerkhardwarefouten (zoals beschadiging van kabels,(bijv. losse interfaces) of elektrische storingen., wat wijst op een slechte netstabiliteit.