Apa itu NMEA 2000 dan bagaimana menilai kualitas komunikasi protokol NMEA 2000?

Klik untuk rincian produk

Definisi
NMEA 2000 adalah protokol standar untuk komunikasi antara kapal dan elektronik Marinir.ini dibangun di atas protokol NMEA 0183 sebelumnya untuk menyediakan standar komunikasi yang lebih efisien dan fleksibelUntuk beradaptasi dengan kebutuhan fungsional dan pertukaran data yang semakin kompleks dari peralatan elektronik Angkatan Laut modern.
Arsitektur protokol
NMEA 2000 didasarkan pada teknologi bus Controller Area Network (CAN). bus CAN awalnya dikembangkan untuk komunikasi antara unit kontrol elektronik (ECU) di industri otomotif.Dalam aplikasi lautTopologi jaringan dapat berupa bus linier, struktur pohon, atau kombinasi keduanya.Fleksibilitas ini memungkinkan peralatan untuk dengan mudah mengakses jaringan dan beradaptasi dengan tata letak kapal yang berbeda dan jumlah peralatan.

Sebagai contoh, pada kapal pesiar kecil, navigator GPS, alat pengukur kedalaman, dan perangkat pemantauan mesin dapat dengan mudah dihubungkan ke bus CAN secara linier; Pada kapal dagang besar,jaringan berbentuk pohon yang lebih kompleks dapat dibangun untuk menghubungkan banyak sensor, peralatan navigasi, peralatan komunikasi, dll.

Karakteristik transmisi data
Kecepatan tinggi:NMEA 2000 memiliki kecepatan transfer data hingga 250 kbps, peningkatan besar dibandingkan dengan protokol NMEA 0183 (rate baud maksimum 4800bps).Hal ini memungkinkan untuk dengan cepat mengirimkan sejumlah besar data navigasi, seperti posisi kapal, kecepatan, arah, kedalaman, informasi cuaca, dan informasi status berbagai peralatan.data posisi dan kecepatan yang diperbarui dengan cepat dapat ditransmisikan antara peralatan navigasi dan peralatan autopilot secara tepat waktu melalui protokol NMEA 2000, memastikan akurasi navigasi.

Komunikasi multi perangkat:Dalam jaringan NMEA 2000, perangkat dari beberapa produsen yang berbeda dapat terhubung,selama perangkat ini sesuai dengan standar NMEA 2000Hal ini karena protokol menetapkan aturan seragam untuk format data dan komunikasi.yang semuanya dapat bertukar data dan bekerja sama melalui jaringan NMEA 2000.
Spesifikasi format data

NMEA 2000 protokol memiliki peraturan yang ketat tentang format data. data dikirim melalui jaringan dalam bentuk pesan,masing-masing dengan pengidentifikasi unik yang disebut PGN-Parameter Group Number. PGN mengidentifikasi jenis dan isi pesan dan berkisar dari 0 sampai 65535. Misalnya, PGN 129025 menunjukkan informasi posisi kapal, termasuk garis bujur, garis lintang, ketinggian, dll.PGN 129026 Menunjukkan informasi kecepatan kapalPerangkat ini dapat mengenali dan memproses data yang diterima berdasarkan PGN, memungkinkan berbagi dan interaksi data yang akurat.
Bidang aplikasi

Navigasi laut dan autopilot:Dalam navigasi laut, protokol NMEA 2000 memungkinkan navigator GPS untuk mengirimkan posisi yang akurat, kecepatan, arah dan informasi lainnya ke perangkat lain di atas kapal, seperti tampilan peta elektronik,autopilot dan sebagainyaAutopilot dapat secara otomatis menyesuaikan arah dan kecepatan kapal sesuai dengan informasi ini, dikombinasikan dengan rute yang telah ditetapkan dan peta elektronik, untuk mencapai navigasi otomatis.Misalnya, ketika kapal berlayar di laut, navigator mengirimkan posisi real-time kapal ke autopilot melalui protokol NMEA 2000,dan autopilot secara otomatis mengontrol sudut kemudi kapal sesuai dengan informasi ini dan membandingkannya dengan kursus yang telah ditetapkan sebelumnya, sehingga kapal bergerak di sepanjang jalur yang benar.

Bagaimana menilai kualitas komunikasi protokol NMEA 2000?

Keakuratan transmisi data
Verifikasi informasi posisi:Untuk aplikasi maritim, informasi posisi (bujur dan lintang) adalah salah satu data yang paling penting.Hal ini dapat ditentukan dengan membandingkan informasi lokasi yang disediakan oleh beberapa perangkat navigasi yang sesuai dengan NMEA 2000Jika data lokasi yang mereka tampilkan berada dalam kisaran kesalahan yang wajar (biasanya dalam beberapa meter hingga puluhan meter,tergantung pada akurasi peralatan dan faktor lingkungan), akurasi transmisi data tinggi. Misalnya, di lingkungan yang terbuka dan memiliki sinyal yang baik seperti pelabuhan, kesalahan posisi kapal yang ditampilkan oleh kedua perangkat kurang dari 10 meter,menunjukkan bahwa komunikasi protokol berkualitas baik dalam mengirimkan data lokasi.

Verifikasi data kecepatan dan arah:Dengan melihat konsistensi data kecepatan dan arah untuk menentukan. Ketika kapal berlayar dengan mantap, data kecepatan dan arah yang diperoleh dari peralatan yang berbeda (seperti radar kapal, log,dll.) harus cocok.Jika data kecepatan berbeda lebih dari kisaran tertentu (seperti lebih dari 10% dari kisaran fluktuasi kecepatan normal kapal) atau data arah berbeda secara signifikan (lebih dari 5-10 derajat), bisa menunjukkan masalah dengan kualitas komunikasi.

Integritas transmisi data
Periksa integritas pesan: Setiap pesan dari protokol NMEA 2000 memiliki format dan konten tetap, termasuk header pesan, nomor grup parameter (PGN), bidang data, dan ekor pesan.Anda dapat menggunakan alat pemantauan jaringan profesional atau fungsi diagnostik perangkat untuk memeriksa apakah pesan yang diterima lengkapMisalnya, jika pesan yang berisi informasi kedalaman kapal (PGN 129029) kehilangan bagian dari bidang data (seperti bagian numerik signifikan dari nilai kedalaman),Transmisi data tidak lengkap dan kualitas komunikasi buruk.

Penilaian tingkat kehilangan data: Statistik kehilangan data selama periode transmisi data yang panjang.Beberapa peralatan pemantauan jaringan canggih atau perangkat lunak dapat merekam jumlah data yang hilang dan jumlah data yang hilangSecara umum, tingkat kehilangan data harus lebih rendah dari ambang batas tertentu, misalnya, dalam navigasi normal, jika tingkat kehilangan data melebihi 1%, penggunaan peralatan yang normal dapat terpengaruh,dan kualitas komunikasi perlu diperiksa lebih lanjut.

Tingkat transfer data dan waktu nyata
Tes kecepatan:Menggunakan peralatan pengujian jaringan profesional untuk mengukur laju transfer data dari jaringan NMEA 2000.meskipun mungkin tidak mencapai maksimum ini karena faktor-faktor seperti kinerja perangkat dan beban jaringanMisalnya, dalam jaringan peralatan elektronik Laut berukuran sedang (termasuk GPS, radar, pemantauan mesin dan peralatan lainnya),kecepatan transmisi data harus dapat menstabilkan pada sekitar 100-200kbps untuk memastikan bahwa berbagai data (lokasi real-time, kecepatan, status peralatan, dll.) dapat dikirimkan secara tepat waktu.

Deteksi waktu nyata:Perhatikan apakah data diperbarui tepat waktu. misalnya, untuk data posisi kapal, ketika kapal bergerak dengan kecepatan tinggi (seperti 15-20 knot),informasi posisi harus diperbarui setiap beberapa detik (biasanya 1-5 detik) untuk memastikan bahwa peralatan navigasi dan peralatan autopilot dapat beroperasi sesuai dengan informasi terbaru.Jika keterlambatan pembaruan data signifikan, lebih dari dua kali periode pembaruan normal, itu mungkin disebabkan oleh kecepatan komunikasi yang tidak cukup atau kemacetan jaringan,yang akan mempengaruhi kualitas komunikasi.

Stabilitas jaringan dan kemampuan anti gangguan
Stabilitas koneksi jaringan:Periksa apakah koneksi jaringan antara perangkat sering terganggu. Anda dapat memeriksa status koneksi melalui indikator koneksi perangkat atau perangkat lunak manajemen jaringan.Selama navigasi normal, jika koneksi antara perangkat sering terputus (misalnya, lebih dari 3 sampai 5 kali per jam), ini mungkin karena kesalahan perangkat keras jaringan (seperti kerusakan kabel,interfaces longgar) atau gangguan listrik, menunjukkan stabilitas jaringan yang buruk.