船舶智能监控系统中通信的研究与实现.pdf

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船舶智能监控系统中通信的研究与实现
曹晶晶，苗长云，崔玥，厉彦峰
（天津工业大学信息与通信工程学院，天津300160）
摘要：对基于ARM和嵌入式Linux系统的船舶智能监控系统进行了研究。提出了一种基于GPS和
CDMA技术的船舶智能监控系统的设计方案，设计了GPS模块和CDMA模块与ARM微处理器的
串行通信接口，编写了船载智能终端中GPS模块与AT91RM9200微处理器的串口通信程序和基于
TCP协议的智能终端与监控中心的无线网络通信程序，并进行了调试实验。实验结果表明，该系统
的通信具有功耗低，传输数据可靠等优点。
关键词：ARM；嵌入式Linux；GPS；CDMA；共享内存
中图分类号：TP391文献标识码：A
ResearchandImplementationofCommunicationinShip
IntelligenceMonitoringSystem
CAOJing-jing,MIAOChang-yun,CUIYue,LIYan-feng
(SchoolofInformationandCommunicationengineering,TianjinPolytechnicUniversity.Tianjin
300160,china)
Abstract：AkindofshipintelligentmonitoringsystembasedonGPSandCDMAtechnologyisproposed
ontheresearchofARMandembeddedLinuxsystem.TheserialcommunicationinterfacebetweenGPS
module,CDMAmoduleandARMmicroprocessoraredesigned,andtheserialcommunicationbetween
GPSreceiverandAT91RM9200microprocessorandthewirelesscommunicationbetweentheintelligent
terminalandthemonitoringcenterarerealized.Theexperimentalresultindicatesthatthecommunication
ofthesystemhastheadvantageoflowpowerconsumptionandhighreliability.
Keywords：ARM;embeddedLinux;GPS;CDMA;sharedmemory
1引言
近年来，车辆监控系统的研究已取得一定成果，并且已经得到了一定程度的应用，而对船舶智
能监控系统的研究却少有报道。随着近海区域中小型船舶的不断增多，并且有很多小型船舶擅自驶
出规定区域，使得海上交通事故的发生越来越频繁，也给海上执法带来了很大的难度，因而需要一
种船舶智能监控系统对近海区域船舶的运行状况进行监控，以有效地保障船舶在受限水域及能见度
不良情况下的航行安全，并且避免海上交通事故的频繁发生，以及更有效的进行海上船舶的调度和
管理。由于现有的车辆监控系统不能满足船舶监控对视频、语音和报警等功能的要求，因而无法直
接移植到船舶智能监控系统中。
本文对基于ARM和嵌入式Linux系统的船舶智能监控系统进行了研究。提出了一种基于GPS和
CDMA技术的船舶智能监控系统的设计方案，设计了GPS模块和CDMA模块与ARM微处理器的串行
通信接口，编写了船载智能终端中GPS模块与AT91RM9200微处理器的通信程序和基于TCP协议的智
能终端与监控中心的无线网络通信程序，并进行了调试实验。该系统能够利用电子海图和远程视频
实时监控船舶的位置和状态，而且还具有语音通信和实时报警等功能，适用于船舶的管理。
2船舶智能监控系统的组成
2.1整体设计方案
船舶智能监控系统由卫星、船载智能终端、CDMA网络、Internet和监控中心服务器组成，如图1
所示。监控中心和船载智能终端通过CDMA网络通信。终端接收卫星传来的数据，这些数据经过处
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理器处理后以CDMA资料包的形式发送到中国联通的内部网，然后由中国联通通过CDMA服务节点
把资料发送到Internet上。多个终端可同时向监控中心传送数据，它们之间的信息传输互不干扰。同
时，监控中心也可以向船舶发送控制和调度信息，从而实现对船舶的监控和调度。由于CDMA网络
是以IP寻址为基础的，所以监控中心服务器只需简单接入Inte