НМЕА 2000
NMEA 2000 , сокращенно NMEA2k или N2K и стандартизированный как IEC 61162-3 , представляет собой стандарт связи «включай и работай», используемый для подключения морских датчиков и блоков отображения 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
[ редактировать ]Электрически NMEA 2000 совместим с сетью контроллеров («CAN Bus»), используемой в дорожных транспортных средствах и топливных двигателях. Формат протокола более высокого уровня основан на SAE J1939 и содержит специальные сообщения для морской среды. Raymarine SeaTalk 2 , Raymarine SeaTalk из , Simrad Simnet и Furuno CAN представляют собой переименованные реализации NMEA 2000, хотя могут использовать физические разъемы, отличные от стандартизированного DeviceNet с кодировкой A 5-контактного винтового разъема M12 , все из которых электрически совместимы и могут подключаться напрямую.
Протокол используется для создания сети электронных устройств (в основном морских приборов) на лодке. Различные инструменты, 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 инструментам работать вместе, поскольку они обмениваются данными. NMEA 2000 задуман как «подключи и работай», позволяющий устройствам разных производителей взаимодействовать друг с другом.
Примерами устройств морской электроники , которые можно включить в сеть, являются GPS- приемники, автопилоты , ветровые приборы, эхолоты, навигационные приборы, приборы для двигателей и морские картплоттеры. Взаимосвязь между приборами в сети позволяет, например, приемнику GPS корректировать курс, которым управляет автопилот.
История
[ редактировать ]Стандарт NMEA 2000 был определен и контролируется Национальной ассоциацией морской электроники (NMEA) в США. Хотя NMEA разглашает некоторую информацию о стандарте, оно заявляет об авторских правах на стандарт, и поэтому его полное содержание не является общедоступным. Например, NMEA публикует информацию о том, какие сообщения существуют и какие поля они содержат, но не раскрывает, как интерпретировать значения, содержащиеся в этих полях. Однако энтузиасты постепенно добиваются прогресса в открытии определений PGN. [1]
Функциональность
[ редактировать ]NMEA 2000 соединяет устройства с помощью технологии Controller Area Network (CAN), изначально разработанной для автомобильной промышленности. NMEA 2000 основан на SAE J1939 , но определяет свои собственные сообщения. протоколе высокого уровня [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 тыс. бит/секунду против 4800 бит/секунду для NMEA 0183). Он использует компактный формат двоичных сообщений в отличие от протокола последовательной связи ASCII , используемого NMEA 0183. Еще одним улучшением является то, что NMEA 2000 поддерживает дисциплинированную сеть передачи данных с несколькими говорящими и несколькими прослушивателями, тогда как для NMEA 0183 требуется один говорящий и несколько прослушивающих устройств. ( симплексный последовательной ) протокол связи .
Строительство сети
[ редактировать ]Сеть NMEA 2000, как и сеть SAE J1939, на которой она основана, организована по топологии шины и требует одного согласующего резистора сопротивлением 120 Ом на каждом конце шины. (Резисторы подключены параллельно, поэтому правильно терминированная шина должна иметь общее сопротивление 60 Ом). Максимальное расстояние любого устройства от автобуса составляет шесть метров. Максимальная длина магистрального кабеля составляет 250 метров (820 футов) с магистралью Mini-кабеля или 100 метров (328 футов) с магистралью Micro-кабеля. [3]
Кабели и межсоединения
[ редактировать ]Единственным кабельным стандартом, одобренным NMEA для использования в сетях NMEA 2000, является кабельный стандарт DeviceNet , который контролируется Открытой ассоциацией поставщиков DeviceNet . Таким кабельным системам разрешено иметь маркировку «Одобрено NMEA 2000». Стандарт DeviceNet определяет уровни экранирования, размера проводника, устойчивости к атмосферным воздействиям и гибкости, которые не обязательно соответствуют другим кабельным решениям, продаваемым как совместимые с «NMEA 2000». [2] [3]
Существует два размера кабелей, определенных стандартом DeviceNet/NMEA 2000. Кабель большего из двух размеров обозначается как «Мини» (или, альтернативно, «Толстый») и рассчитан на ток источника питания до 8 ампер. Меньший из двух размеров обозначается как «Микро» (или, альтернативно, «Тонкий») кабель с использованием 5-контактного цилиндрического разъема M12, указанного в IEC 61076-2-101, и рассчитан на силу тока до 3 А. текущий.
Мини-кабель в основном используется в качестве «магистрали» (или «магистрали») для сетей на более крупных судах (обычно длиной 20 м и более), а микрокабель используется для соединений между магистральной сетью и отдельными компонентами. Сети на небольших судах часто полностью состоят из микрокабелей 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 необходим, если сообщения NMEA 2000 должны приниматься или передаваться с ПК.
Формат сообщения и номера групп параметров (PGN)
[ редактировать ]В соответствии с протоколом SAE J1939 сообщения NMEA 2000 отправляются в виде пакетов, состоящих из заголовка, за которым следуют (обычно) 8 байтов данных. В заголовке сообщения указывается передающее устройство, устройство, на которое было отправлено сообщение (которым могут быть все устройства), приоритет сообщения и PGN (номер группы параметров). PGN указывает, какое сообщение отправляется, и, следовательно, как следует интерпретировать байты данных для определения значений полей данных, содержащихся в сообщении. [2]
Сертификация устройства
[ редактировать ]Устройства проходят процесс сертификации под контролем NMEA, и после завершения процесса сертификации им разрешается отображать логотип «NMEA 2000 Certified». Процесс сертификации не гарантирует содержание данных, это ответственность производителей. Однако процесс сертификации гарантирует, что продукты разных производителей совместимым образом обмениваются данными и могут сосуществовать в сети. [6]
NMEA 2000 и собственные сети
[ редактировать ]Несколько производителей, в том числе Simrad , Raymarine , Stowe и BRP , имеют свои собственные сети, совместимые с NMEA 2000 или близкие к нему. Simrad называется SimNet , Raymarine называется SeaTalk NG , Stowe называется Dataline 2000 , а BRP называется CZone. . Некоторые из них, такие как SimNet и Seatalk NG, представляют собой стандартную сеть NMEA 2000, но используют нестандартные разъемы и кабели; доступны адаптеры для преобразования в стандартные разъемы NMEA 2000, или пользователь может просто удалить разъем и выполнить прямое соединение. [7]
Товарные знаки
[ редактировать ]Термин «NMEA 2000» является зарегистрированной торговой маркой Национальной ассоциации морской электроники. Устройства, не сертифицированные NMEA 2000, не могут на законных основаниях использовать товарный знак NMEA 2000 в своей рекламе.
Производители
[ редактировать ]Ниже приведены некоторые компании, зарегистрировавшиеся в NMEA с целью производства продукции, сертифицированной по стандарту NMEA 2000: [8]
- КУС Америкас Инк
- Маринкрафт
- САМЮНГ ЭНК
- Карлинг Технологии
- Амфенол ЛТВ
- Актисенс [9]
- Аэромар
- Эмпирбус
- Фуруно
- Гармин
- Стандартные коммуникации GME
- Хонда
- Колибри
- Кварк-Элек (Великобритания)
- Айком Инкорпорейтед
- Лоуренс Электроника
- Молекс [10]
- Маретрон
- Навико
- Рэймарин
- Симрад Яхтинг
- Dometic (ранее SeaStar Solutions и Teleflex Marine)
- Тохацу
- ВиТри
- Устройства для яхт
- Ямаха Марин
- Полушарие ГНСС [11]
- Уорвикские технологии управления [12]
- Молитва [13]
См. также
[ редактировать ]Сопутствующие стандарты
- НМЕА 0183
- NMEA OneNet , будущий стандарт на основе Ethernet
Стандарты безопасности с использованием NMEA 2000
Опечатки
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Канбот» . Гитхаб . 28 сентября 2021 г.
- ^ Перейти обратно: а б с «Информационный документ с пояснениями к NMEA 2000®» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 6 мая 2021 г. Проверено 24 мая 2021 г.
- ^ Перейти обратно: а б с «Руководство по установке сети Maretron NMEA 2000®» (PDF) . Получено 2 мая 2021 г.
- ^ Бартлетт Тим. Энергетика и моторные яхты (ред.). «Нарушение протокола: как общаются системы лодок» . Power & Motoryacht, январский выпуск 2012 г. Проверено 25 сентября 2015 г.
- ^ Boatprojects.blogspot.com, изд. (4 декабря 2012 г.). «Руководство для начинающих по Nmea 2000, Nmea 0183 и мосту» . Проверено 25 сентября 2015 г.
- ^ «Обзор процесса сертификации NMEA 2000® и лицензионное соглашение» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 9 апреля 2016 г. Проверено 23 июня 2017 г.
- ^ N2K, микширование кабелей не большая проблема, Panbo, февраль 2008 г.
- ^ «Производители, зарегистрированные в NMEA» . Проверено 1 апреля 2023 г.
- ^ Веб-сайт Actisense
- ^ «Кабели и разъемы NMEA 2000® Brad® Micro-Change® (M12) и Brad® Mini-Change®» . Проверено 30 ноября 2013 г.
- ^ «Морские продукты Hemisphere GNSS» . Проверено 26 января 2015 г.
- ^ «Морской комплект Warwick Control Technologies» . Проверено 27 апреля 2018 г.
- ^ «Веб-сайт Бёнинга» . Проверено 12 января 2024 г.
- ^ «Двунаправленный шлюз NMEA 2000/0183 + WiFi» . Двунаправленный шлюз Quark-elec NMEA 2000/0183 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Официальная веб-страница NMEA 2000
- Список сертифицированных продуктов NMEA 2000, заархивированный 4 сентября 2019 г. на Wayback Machine
- Номера групп параметров NMEA 2000 и краткое описание. Архивировано 26 мая 2009 г. на Wayback Machine.
- Описания групп параметров NMEA 2000 (сообщения) с (более длинным) описанием полей. Архивировано 4 марта 2016 г. на Wayback Machine.
- Руководство по планированию и установке ODVA: Кабельная система DeviceNet — сетевая разводка для сетей DeviceNet, большая часть которых применима к сетям NMEA 2000.
- Люфт Л.А., Андерсон Л., Кэссиди Ф. «NMEA 2000: цифровой интерфейс для 21 века». Архивировано 8 декабря 2010 г. в Wayback Machine 30 января 2002 г.