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船舶综合导航接口设备控制与授时软件的设计与实现
| 论文题名： | 船舶综合导航接口设备控制与授时软件的设计与实现 |
| 关键词： | 船舶综合导航接口设备;控制策略;拓扑结构;时间同步 |
| 摘要： | 船舶综合导航指的是以计算机和网络通信为基础，将各类导航设备数据进行采集和存储。这些数据能够帮助专业航海人员获取船舶定位、时间、水深、气象等参数，以辅助其更好地执行海上任务，保障生命安全。船舶综合导航I/O接口设备作为海上综合导航系统的核心组成部分，向上服务于导航主控系统，向下作为GPS接收机、重力仪、电罗经仪器、测深仪、雷达等多种仪器设备的数据接口，在整个系统数据传输中起到承上启下的枢纽作用。控制与授时软件作为综合导航系统的重要组成部分，运行在接口设备内部板卡嵌入式系统之中，与接口设备紧密配合共同实现系统授时和对外接设备的管理控制。该软件作为服务器端与客户端导航主控系统网络连接，从而实现两者信息交互，时间同步。因此本文设计开发一款适用于船舶综合导航系统的控制与授时软件，具有重要意义。 首先，本文结合课题研究背景和企业实际状况明确了控制与授时软件设计需求，并同时对这些需求进行了归纳、整理与分析，这些需求主要包括软件功能性需求、非功能性需求、系统环境需求。 然后，构建系统模型并确定软件总体设计结构，通过采用高内聚低耦合的设计方式，使软件系统分层化、模块化、条理化；基于TCP Socket通信原理进行网络连接设计，提供安全可靠的数据传输通路，明确系统网络拓扑结构和各个子系统模块之间的关联，进而确定系统数据流走向；设计软件系统内部通信协议，包括上、下行数据帧基本格式的定义以及时间戳格式的定义，明确数据解析与整合打包过程；给出系统关键功能模块详细设计方案，其中时间同步模块通过解析GPS授时信息来更新嵌入式系统时间，并利用Chrony技术构建时间服务器，从而实现系统全局网络时间同步。 最后，使用Qt集成开发环境和多线程技术对该软件进行编码实现并制定测试方案。通过对测试结果与实际使用情况来看，该软件系统运行稳定，性能良好，能够有效地进行海上作业数据采集，实现实时控制与精准授时功能，满足预期设计要求。 |
| 作者： | 邓石磊 |
| 专业： | 集成电路工程 |
| 导师： | 李正平;张可立 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 安徽大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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