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嵌入式船舶通信多功能网关的设计与实现
| 论文题名： | 嵌入式船舶通信多功能网关的设计与实现 |
| 关键词： | 船舶通信;多功能网关;以太网;CAN总线;通信设计 |
| 摘要： | 随着自动控制和计算机技术的不断发展，船舶自动化的水平在逐渐的提高。为了解决船舶控制网络与信息通信网络的数据交换、以及实时的控制，船舶网关应运而生。船舶网关是船舶通信系统中的一部分，它的上层网络使用应用最为广泛的以太网，下层网络常常是工业的现场总线，现在使用CAN总线较多。实现船舶控制通信网中上位机的以太网与CAN总线网络之间的通信，将底层的监控点与上层监控网络相连，监控系统的现场数据、报警信息会统一传输到船舶主控平台，为船舶的监控诊断提供便利方式。 本文首先根据《中华人民共和国船舶行业标准》、DSP307船用电子框架以及相关参考文献，确定了网关系统的总体设计方案以及功能模块。由于船舶种类繁杂、通信需求不同，本文设计了基于AT91 SAM9X25处理器的网关硬件，适用于较大型或大型船舶;设计了基于i.MX287处理器的网关硬件，适用于中小型船只。同时实现了双路双冗余的软件及界面功能设计。此外本文还实现了Linux环境下内核配置及驱动移植。 依据总体设计方案，在Altium Designer环境下进行电路设计。在基于AT91SAM9X25处理器的网关中，CAN收发器使用TJA1050，以太网控制器使用DM9161AEP。它主要包括两路CAN总线功能电路、两路以太网功能电路、串口功能电路、USB电路及电源电路等。在基于i.MX287处理器的网关中，CAN收发器使用SN65HVD234，以太网控制器使用LAN8720A。该网关由复位电路、电源电路、USB接口电路、JTAG接口电路、双路CAN总线电路、双路以太网电路、串口电路以及LCD显示屏电路组成。同时使用Linux操作系统下的Qt Creator软件平台设计实现显示界面，并利用C++程序设计语言实现后台的通信程序。 最后，对硬件进行性能的测试，均满足需求的指标。对软件进行功能测试，系统各项功能运行稳定。 |
| 作者： | 雷雨 |
| 专业： | 电子科学与技术 |
| 导师： | 毕胜 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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