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船舶导航系统网络监测装置的设计与实现
| 论文题名： | 船舶导航系统网络监测装置的设计与实现 |
| 关键词： | 捕获系统;存储系统;反射内存;船舶导航系统;网络监测装置;串口通信 |
| 摘要： | 随着网络技术的不断发展，网络化已经深入到社会各个领域，同样建立一个综合性的信息网络平台是现代船舶系统未来发展的趋势和潮流。船舶导航系统逐步实现了网络化，采用的通讯技术越来越先进，上世纪80年代主要运用串口通信，随着性能需求的不断提高，CAN网和以太网已运用于船舶导航系统中，并且反射内存技术作为新兴技术也将会运用到导航系统中来。随着船舶导航系统网络规模的不断扩大和复杂度不断提高，实时了解网络运行状况、测试和评估网络性能的需求变得越来越迫切。网络监测系统能够很好的解决这些问题，所以本文针对船舶导航系统网络化发展的需要，提出了船舶导航系统网络监测装置的总体设计方案。 首先本文根据对船舶导航系统网络监测功能需求分析，提出网络监测装置所需要实现的功能和性能需求；并对网络监测装置的软硬件平台作了整体设计，采用VxWorks操作系统作为软件开发平台，使用图形开发工具Tilcon进行图形界面开发；同时给出了网络监测装置中CAN网、以太网和反射内存网监测系统的结构设计。 然后，根据船舶导航系统网络的特点，设计和实现了捕获系统与存储系统。由于三个网络中只有以太网数据传输需要经过协议栈封装与分解，所以本文捕获系统主要针对以太网数据捕获的设计。通过对VxWorks操作系统下以太网数据包捕获技术的分析，本文选用BPF捕获机制作为以太网捕获系统的主要实现机制，设计并实现了捕获系统，并提出了提高数据捕获性能的方法。木文介绍了VxWorks操作系统下文件存储系统和嵌入式数据库，阐述了存储系统的设计与实现过程，根据网络监测对数据存储的需要，存储系统采用文件存储和数据库存储相结合的方式，且分别采用文件系统dosFs和嵌入式数据库Berkeley DB来实现。 其次对网络监测系统中的关键模块进行设计和实现，主要包括以太网协议分析模块，CAN网络接口通讯、故障诊断和数据统计模块，反射内存网节点监测和板卡读写模块。具体分析各模块所要实现的功能，并对各关键模块的设计和实现作了详细的说明。 最后，模拟船舶导航系统环境，组成CAN网络、以太网络和反射内存网，对网络监测装置的功能和性能进行测试。性能测试主要对捕获系统的捕获性能和存储系统的读写性能测试。测试结果表明监测装置各项功能已经实现，各项性能也达到了要求。 |
| 作者： | 韩华锦 |
| 专业： | 控制理论与控制工程 |
| 导师： | 袁赣南 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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