探析基于usb的航海雷达模拟器的设计与实现

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1、上海海事大学硕士学位论文基于USB的航海雷达模拟器的设计与实现姓名：盛威申请学位级别：硕士专业：交通信息工程及控制指导教师：施朝健;黄震民20060701上海海事大学硕士学位论文、T1008006摘要安装在船舶上的雷达是船长的眼睛，是必不可少的主要助航设备。它的主要优点是：第一，船用雷达显像直观，使用方便，定位测量比较准确；第二，船用雷达能在雨、雪、雾和夜航等不利条件下探测物标，且作用距离远。船用雷达的这种作用，在船上众多的助航仪器中是独一无二的。因此，国际海事组织(IMO)对各类船舶必须装备船用雷达的数量和性能都作了具体的规定。STCW公约明确要求

2、500总吨或以上船舶，负责航行值班的高级船员能使用雷达和自动雷达标绘仪保持安全航行。而操作、解释和分析雷达获得的信息的能力的培训必须通过航海雷达模拟器。正因为如此，航海雷达模拟器在航海教学中占据十分重要的地位，模拟器教学将进一步加强。近几年，国内不少单位都在研制以单片机为基础的AVIMA模式的雷达信号发生器，显然这种方法在研制大型雷达导航模拟器时己很难符合STcw公约的要求。以Pc机为基础，加上PC机的雷达接口，用图形方式来研制雷达导航模拟器是一种新的趋势。由于USB技术较新，及其众多优点背后的协议及设计应用的复杂性，所以当前还未出现基于USB技术的

3、航海雷达模拟器。因此，研究并设计基于USB的雷达模拟器是一个具有重要价值的课题。整个有关论文的理论部分着重分析了USB协议的重要内容，并开发了相应的软件进行了测试和实验。有关论文的实践部分主要分为软件设计和硬件设计两部分。硬件电路的设计涵盖了雷达微机的USB连接电路，雷达视频数据的传输、转换及放大电路，触发信号、方位信号、船首信号、计程仪信号及罗经信号的产生及驱动电路。在设计过程中，利用Protel99SE设计了硬件电路，并且采用了多种抗干扰的可靠性措施。嵌入式软件是在KEIL集成环境下用c语言及汇编语言编写并调试的，主要包括了嵌入式软件的总体框架，

4、视频信号数据通过6PIF接口控制传输程序，触发信号、方位信号及船首信号的产生程序。WDM驱动程序提供了系统中雷达微机应用程序和USB设备通信的主要功能。雷达微机应用程序提供了模拟器与用户交互，雷达数据传输，雷达接口控制等主要功能。本课题实现的利用USB技术的航海雷达模拟器，在图像传输的稳定性和准确性上都达到了雷达模拟器的要求。关键词：航海模拟器，通用串行总线，雷达接口盛威(交通信息工程及控制)指导教师：施朝健教授黄震民高级工程师上海海事大学硕士学位论文ABSTRACTThenavigationalradarinstalledontheshipisth

5、eeyeofcaptain．Itisindispensableequipmentforsafenavigation．Radarequipmentmainlyshowsthefollowingadvantages：firstly,itiseasytouseandprovidesacleardisplayofrelativelyaccuratedataofdetectedtargets．Secondly,navigationalradarcouldbeusedinsomaunfavorableconditions，andtherangeisfarenou

6、gh．Therefore，thefunctionofnavigationalradarisuniqueinmanyofthenavigationalequipments．Inthiscase，IMOhaveclearregulationsonquantityandquailtyabouttheradarsinstalledontheship．STCWdefinitelyorderthattheofficerofwatchonboardashipofmorethan500tonmusthavetheabilitytouseradarandARPAtOk

7、eepthevoyageinsafestage．Andtheabilityofmanipulation，interpretationandanalysisisbasedontheexciseofradarsimulators．Inthiscase，theimportanceofnavigationalradarinmaritimeeducationisveryevident．Thesimulatorteachingisstrengthened．Recently,therearemanyunitsdeveloptheradarsignalgenerat

8、orbasedonAVIMAmode，anditishardtobeinaccordwithSTCWrequ