摘要
海上船舶自动识别系统(AIS)是一种采用TDMA方式工作的新型助航设备。其优点是信息量大、实时性好、抗干扰能力强和越障碍传输。主要应用领域是船舶避碰、船舶交通管理系统。它以通信技术和计算机技术为依托，给海上船舶监视带来了革命性的进步。
本文分析研究了AIS系统中的软件部分——网络管理系统的原理，深入探讨了AIS中的关键技术，并给出了在Linux平台下嵌入式AIS网络管理系统的解决方案。
首先，论文介绍了AIS系统的组成结构，网络通信体系模型，以及AIS系统中时隙等重要概念。然后，在研究AIS网络管理系统的原理基础之上，分析AIS的四种时隙预约、选择算法：ITDMA、SOTDMA、RATDMA、FATDMA；研究AIS中的关键技术：时间同步，时隙复用等。其次，在Linux平台下，基于SOCKET通信，设计网络管理系统，并具体实现了网络管理系统的各阶段主要功能，和其中的时间同步，时隙复用等关键算法。最后，通过建立SOTDMA通信的数学模型，简要分析时隙选择的冲突概率。
The universal shipbome automatic identification system (AIS) is one kind of the navigation equipments. It uses the TDMA communication skills. Its merit is: the information content is big, timeliness good, the anti jamming ability is strong and the barrier transmission. The main application domain is the ships evades and the ships traffic control system, it takes corresponds the communication technology and the computer technology as the backing, and bring the revolutionary progress for the marine ships surveillance.
This paper analyzed and studied in the AIS system software partial - network management system. After the discussing in the AIS essential technology, the article proposed the solution of embedded AIS network management system, and realize it under the Linux platform.
The paper first introduced the AIS system composition structure, the network communication system model, as well as important concept. Above this foundation, studies AIS four channel access schemes: ITDMA, SOTDMA, RATDMA, FATDMA; Studies in AIS the essential technology: Time synchronization, Slot reuse. Then, under the Linux platform, based on the SOCKET, realized main function of the network management system stages, time synchronization, and slot reuse algorithm. Finally through establishes the SOTDMA mathematical model, analysis its conflict probability.
引文
[1] ITU-RM．1371-1．在海上移动频段使用的时分多址的通用船载自动识别系统的技术特性
[2] 陈平，毛奇林，吴宝昌．船舶自动识别系统及其关键技术探讨．中国航海，2002．3
[3] 王世远，许开宇．AIS的发展及其前景．航海技术，2003．3．28
[4] 张京娟，郝燕玲．AIS系统时隙预约选择算法的分析．哈尔滨工程大学，2002．10
[5] 盛骤，谢式千，潘承毅．概率论与数理统计．高等教育出版社，1998
[6] Kurt Wall等著，张辉译．GNU／Linux编程指南．清华大学出版社，2002．6
[7] 周立功等．ARM嵌入式系统软件开发实例．北京航空航天大学出版社，2004．12
[8] 孙天泽，袁文菊，张海峰．嵌入式设计及Linux驱动开发指南——基于ARM9处理器．电子工业出版社，2005．2
[9] 李军．SOTDMA在AIS中的应用研究．上海海运学院 2003．3．1
[10] 孙广，孙文强．船载自动识别系统的讨论．大连海事大学学报，1999
[11] 田泽．嵌入式系统开发与应用实验教程．北京航空航天大学出版社，2004．6
[12] 李岩，荣盘祥．基于S3C44BOX嵌入式uClinux系统原理及应用．清华大学出版社，2005．1
[13] 徐金梧，杨德斌．Turbo C实用大全．机械工业出版社，2001．8
[14] http://net.pku.edu.cn/～yhf/linux_c/.Linux C函数参考
[15] 浦皆伟．AIS及其关键技术研究．上海海运学院，2003．1．1
[16] 刘元盛．嵌入式系统在远程控制中的应用．北京交通大学，2004．3．1
[17] 张宇．通用船舶自动识别系统(AIS)及其关键技术研究．武汉理工大学，2004．3．1
[18] 明健．SOTDMA技术及其在AIS中的应用．华中师范大学，2002．5．1
[19] 任军．基于uclinux的针对ARM7核的嵌入式系统研究．北京邮电大学，2004．2．10
[20] 宋宝华．C语言嵌入式系统编程修炼．天极网，2005．6．17
[21] 毛德操．胡希明，Linux内核源代码情景分析．浙江大学出版社，2001．5
[22] 贺炎．嵌入式Linux的研究及应用．西安电子科技大学，2005．1
[23] 张斌，高波等．Linux网络编程．清华大学出版社，2000．6
[24] 魏忠，蔡勇，雷红卫．嵌入式开发详解．电子工业出版社，2003．1
[25] 彭晓明，王强．Linux核心源代码分析．人民邮电出版社，2000．8
[26] 王学龙．嵌入式Linux系统设计与应用．清华大学出版社，．2000．6
[27] 刘人杰，刘畅等．AIS应用于VTS中系统容量的分析．中国航海，2002
[28] 徐志京，许开宇，浦皆伟．AIS中四种协议的应用探讨．航海技术，2003．4
[29] 杨秉曦．船舶自动识别系统国际标准及其制定．上海船研所，2001．3．5
[30] AIS检验指南．中国船级社
[31] Bohdan Pillich and Gert Buttgenbach. ECDIS-the intelligent heart of the Hazard and Collision Avoidance System. IEEE. Intelligent Transportation Systems Conference Proceedings, 2001
[32] S.J.Chang. Development and Analysis of AIS Applications as an Efficient Tool for Vessel Traffic Service. National Taiwan Ocean University, 2004