NMEA2000
Стандарт морской связи plug-and-play

NMEA 2000 , сокращенно NMEA2k или N2K и стандартизированный как IEC 61162-3 , является стандартом связи plug-and-play, используемым для соединения морских датчиков и дисплеев на кораблях и лодках. Связь осуществляется со скоростью 250 килобит в секунду и позволяет любому датчику взаимодействовать с любым дисплеем или другим устройством, совместимым с протоколами NMEA 2000.

Подробности

Электрически NMEA 2000 совместим с Controller Area Network («CAN Bus»), используемой на дорожных транспортных средствах и топливных двигателях. Формат протокола более высокого уровня основан на SAE J1939 , со специальными сообщениями для морской среды. Raymarine SeaTalk 2, Raymarine SeaTalkNG, Simrad Simnet и Furuno CAN являются переименованными реализациями NMEA 2000, хотя могут использовать физические разъемы, отличные от стандартизированного DeviceNet 5-контактного винтового разъема M12 с кодировкой A , все из которых электрически совместимы и могут быть подключены напрямую.

Протокол используется для создания сети электронных устройств — в основном морских приборов — на судне. Различные приборы, соответствующие стандарту NMEA 2000, подключаются к одному центральному кабелю, известному как магистраль. Магистраль питает каждый прибор и передает данные между всеми приборами в сети. Это позволяет одному дисплею отображать множество различных типов информации. Это также позволяет приборам работать вместе, поскольку они обмениваются данными. NMEA 2000 предназначен для «plug and play», чтобы устройства, произведенные разными производителями, могли взаимодействовать друг с другом.

Примерами морских электронных устройств, включаемых в сеть, являются GPS- приемники, автопилоты , ветровые приборы, глубинные эхолоты, навигационные приборы, приборы для двигателей и навигационные картплоттеры. Взаимосвязь между приборами в сети позволяет, например, GPS- приемнику корректировать курс, который ведет автопилот.

История

Стандарт NMEA 2000 был определен и контролируется Национальной ассоциацией морской электроники (NMEA), базирующейся в США. Хотя NMEA раскрывает некоторую информацию относительно стандарта, она заявляет об авторских правах на стандарт, и поэтому его полное содержание не является общедоступным. Например, NMEA публикует, какие сообщения существуют и какие поля они содержат, но они не раскрывают, как интерпретировать значения, содержащиеся в этих полях. Однако энтузиасты медленно продвигаются в обнаружении этих определений PGN. [1]

Функциональность

NMEA 2000 соединяет устройства с помощью технологии Controller Area Network (CAN), изначально разработанной для автомобильной промышленности. NMEA 2000 основан на протоколе высокого уровня SAE J1939 , но определяет свои собственные сообщения. [2] [3] Устройства NMEA 2000 и устройства J1939 могут сосуществовать в одной физической сети. [4]

NMEA 2000 ( IEC 61162-3) можно считать преемником стандарта последовательной шины данных NMEA 0183 (IEC 61162-1). [5] Он имеет значительно более высокую скорость передачи данных (250 кбит/с против 4800 бит/с для NMEA 0183). Он использует компактный двоичный формат сообщений в отличие от последовательного протокола связи ASCII, используемого NMEA 0183. Еще одним улучшением является то, что NMEA 2000 поддерживает дисциплинированную сеть передачи данных с несколькими говорящими и несколькими слушателями, тогда как NMEA 0183 требует протокола последовательной связи с одним говорящим и несколькими слушателями ( симплекс ) .

Строительство сети

Сеть NMEA 2000, как и сеть SAE J1939, на которой она основана, организована вокруг топологии шины и требует одного согласующего резистора 120 Ом на каждом конце шины. (Резисторы параллельны, поэтому правильно согласованная шина должна иметь общее сопротивление 60 Ом). Максимальное расстояние для любого устройства от шины составляет шесть метров. Максимальная длина магистрального кабеля составляет 250 метров (820 футов) с магистралью Mini cable или 100 метров (328 футов) с магистралью Micro cable [3]

Типовая установка сети NMEA 2000

Кабели и соединения

Единственным стандартом кабельных систем, одобренным NMEA для использования с сетями NMEA 2000, является стандарт кабельных систем DeviceNet , который контролируется Open DeviceNet Vendors Association . Такие кабельные системы могут иметь маркировку «NMEA 2000 Approved». Стандарт DeviceNet определяет уровни экранирования, размера проводника, устойчивости к погодным условиям и гибкости, которые не обязательно соответствуют другим кабельным решениям, продаваемым как «совместимые с NMEA 2000». [2] [3]

Стандарт DeviceNet/NMEA 2000 определяет два размера кабелей. Больший из двух размеров обозначается как кабель «Mini» (или, как вариант, «Thick») и рассчитан на передачу тока до 8 ампер. Меньший из двух размеров обозначается как кабель «Micro» (или, как вариант, «Thin»), использующий 5-контактный цилиндрический разъем M12, указанный в IEC 61076-2-101, и рассчитан на передачу тока до 3 ампер.

Мини-кабель в основном используется в качестве «магистрали» (или «транка») для сетей на более крупных судах (обычно длиной 20 м и более), а микро-кабель используется для соединений между сетевой магистралью и отдельными компонентами. Сети на более мелких судах часто полностью состоят из микро-кабеля и разъемов.

Сеть NMEA 2000 электрически несовместима с сетью NMEA 0183, поэтому для отправки сообщений между устройствами в сетях разных типов требуется интерфейсное устройство. Адаптер также требуется, если сообщения NMEA 2000 должны приниматься или передаваться с ПК.

Компоненты кабеля NMEA-2000, включая power-T

Формат сообщения и номера групп параметров (PGN)

В соответствии с протоколом SAE J1939 сообщения NMEA 2000 отправляются в виде пакетов, состоящих из заголовка, за которым следуют (обычно) 8 байт данных. Заголовок сообщения указывает передающее устройство, устройство, на которое было отправлено сообщение (которое может быть всеми устройствами), приоритет сообщения и PGN (номер группы параметров). PGN указывает, какое сообщение отправляется, и, таким образом, как следует интерпретировать байты данных для определения значений полей данных, содержащихся в сообщении. [2]

Сертификация устройства

Устройства проходят процесс сертификации под надзором NMEA и имеют право отображать логотип «NMEA 2000 Certified» после завершения процесса сертификации. Процесс сертификации не гарантирует содержание данных, это ответственность производителей. Однако процесс сертификации гарантирует, что продукты разных производителей обмениваются данными совместимым образом и что они могут сосуществовать в сети. [6]

NMEA 2000 и фирменные сети

Несколько производителей, включая Simrad , Raymarine , Stowe и BRP, имеют свои собственные фирменные сети, которые совместимы с NMEA 2000 или похожи на него. У Simrad сеть называется SimNet , у Raymarine — SeaTalk NG , у Stowe — Dataline 2000 , а у BRP — CZone . Некоторые из них, такие как SimNet и Seatalk NG, являются стандартной сетью NMEA 2000, но используют нестандартные разъемы и кабели; доступны адаптеры для преобразования в стандартные разъемы NMEA 2000, или пользователь может просто удалить разъем и установить прямое соединение. [7]

Торговые марки

Термин "NMEA 2000" является зарегистрированной торговой маркой Национальной ассоциации морской электроники. Устройства, не имеющие "сертификата NMEA 2000", не могут законно использовать торговую марку NMEA 2000 в своей рекламе.

Производители

Ниже перечислены некоторые компании, зарегистрировавшиеся в NMEA с целью производства продукции, сертифицированной по стандарту NMEA 2000: [8]

Смотрите также

Сопутствующие стандарты

Стандарты безопасности с использованием NMEA 2000

Ссылки

  1. ^ "Canboat". GitHub . 28 сентября 2021 г.
  2. ^ abc "NMEA 2000® explained white paper" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 2021-05-06 . Получено 2021-05-24 .
  3. ^ abc «Руководство по установке сети Maretron NMEA 2000®» (PDF) . Проверено 24 мая 2021 г.
  4. ^ Бартлетт Тим. Power & Motoryacht (ред.). "A Breakdown of Protocol: how boats' systems converse". Power & Motoryacht, выпуск за январь 2012 г. Получено 25 сентября 2015 г.
  5. ^ boatprojects.blogspot.com, ред. (4 декабря 2012 г.). "Руководство для начинающих по NMEA 2000, NMEA 0183 и мостостроению" . Получено 25.09.2015 .
  6. ^ "Обзор процесса сертификации NMEA 2000® и лицензионное соглашение" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 2016-04-09 . Получено 2017-06-23 .
  7. ^ N2K, кабельное микширование не так уж и важно, Panbo, февраль 2008 г.
  8. ^ "Производители, зарегистрированные в NMEA" . Получено 01.04.2023 .
  9. ^ Сайт Actisense
  10. ^ "Кабели и разъемы NMEA 2000® Brad® Micro-Change® (M12) и Brad® Mini-Change®" . Получено 2013-11-30 .
  11. ^ "Hemisphere GNSS Marine Products" . Получено 2015-01-26 .
  12. ^ "Warwick Control Technologies Marine Kit" . Получено 2018-04-27 .
  13. ^ "Böning Website" . Получено 2024-01-12 .
  • Официальная веб-страница NMEA 2000
  • Список сертифицированных продуктов NMEA 2000, архив 2019-09-04 на Wayback Machine
  • Номера групп параметров NMEA 2000 и краткое описание Архивировано 26.05.2009 на Wayback Machine
  • Описания групп параметров NMEA 2000 (сообщения) с (более длинным) описанием полей. Архивировано 04.03.2016 на Wayback Machine
  • Руководство по планированию и установке ODVA: Кабельная система DeviceNet — сетевая проводка для сетей DeviceNet, большая часть которой применима к сетям NMEA 2000.
  • Luft LA, Anderson L, Cassidy F. "NMEA 2000: Цифровой интерфейс для 21-го века" Архивировано 08.12.2010 на Wayback Machine 30.01.2002
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=NMEA_2000&oldid=1244140406"