摘 要

AIS是一种新式的无线电通信系统，在船舶的水上运输过程中起到了举足轻重的作用。AIS系统通过提供船舶的一些具体数据（位置坐标、航行速率、载货重量等）来实时反映船舶的航行状态。它与当前的雷达相比具有提供信息量大，实时性好，抗干扰能力强和越障碍传输等优点，是雷达系统的有益补充。

从通信工程技术的角度看，AIS系统可以看成是通信工程技术在海洋运输方面的运用，是传统通信技术的升级，是航海技术的一次飞跃性发展。所以说研究基于AIS系统的船舶多源数据系统的设计与实现具有重要的现实意义和科研价值。

本文首先介绍了AIS系统的研究背景，国内外研究状况。如AIS的诞生的环境背景，近些年来AIS系统在全球各国的发展情况以及国内近些年的AIS研究发展状况。通过这些研究背景提出了船舶自动识别系统（AIS）的概念，详明了AIS系统在船舶运输领域的实际位置。其次，根据AIS系统在船舶运输领域的使用价值提出了基于AIS的船舶多源数据系统。详细介绍了该系统的设计原理、组成构造、功能特性以及系统优点等。通过典型的应用举例，强调了基于AIS的船舶多源数据系统的优越性。接着，在学习和研究AIS系统的基础上，提出了船舶多源数据处理系统的设计方案。对基于AIS的船舶多源数据系统进行了模块化设计，并以QT框架为设计基础，采用Mysql数据库进行数据管理，并设计了相应的仿真程序流程图。其中系统全程在C 的程序环境中运行，系统总体大致分为数据发送版块、数据接收版块、数据解析版块、数据存储版块和数据展示版块。其中各个版块之间相互牵引、相互承接，最终达到完成系统功能的目的。因此，掌握数据处理方式，设计程序的流程图将是本文主体的研究内容。最后，对基于AIS系统的船舶多源数据数据系统的设计进行了总结，并对未来船舶多源数据数据处理的发展情况进行预测。

关键词：AIS；数据处理；船舶多源数据系统；QT框架；Mysql数据库

Abstract

AIS is a concentration of ship navigation and collision avoidance, in the integration of modern radio system, maritime safety administration plays an important role in the field of water transportation.AIS system provides unprecedented identity information and high real-time accurate ship motion parameters (position, of course, the speed and heading, etc.).It provide a large amount of information, compared with the current radar real-time performance is good, strong anti-jamming capability and advantages of the obstacle transmission, is a beneficial complementarity of the radar system.From the perspective of information technology, AIS system can be thought of as computer wireless network technology application in the field of navigation, is an extension of the information highway to the sea, is a revolutionary progress in maritime technology.This paper first introduces the research background of ship collision avoidance technology, puts forward some methods of ship collision avoidance, such as the commonly used radio communications equipment, such as ship's radar, VHF radio, etc.Compare the advantages and disadvantages of these equipment, technology, and puts forward the concept of ship automatic identification system (AIS), the development of AIS technology has carried on the brief description.In addition, this paper introduces the structure and function of the AIS, operation mode, characteristics such as knowledge, expand the study of the key technology of AIS.Second, the ship collision avoidance system based on AIS is proposed.Introduced the structure characteristics, working principle and advantages of the system.Through a typical example, emphasizes the superiority of ship collision avoidance system based on AIS.Then, based on the study and research of AIS system, puts forward the design scheme of data processing system of ship collision avoidance.For ship collision avoidance system based on AIS and its interface circuit design, each unit circuit and DSP as the core part, has carried on the analysis of the whole control system, and design the corresponding simulation program flow chart.Ship collision data processing system based on AIS ship collision avoidance technology, on the basis of the main data processing part of ship information is a key research.Through the calculation of relevant parameters of ship collision avoidance, to determine the safety of the ship.Master data processing methods, therefore,

calculating anticollision parameters, design program flow chart will be the main research content in this paper.Finally, the ship collision avoidance, summarizes the design of a data processing system, and for the future of ship collision avoidance projections on the development of data processing.

Key words: AIS; Data processing; Shipping multi-source data system; QT frame;Mysql

目 录

第1章 绪论 1

1.1研究背景 1

1.2研究意义 1

1.3国内外研究现状 1

第2章 AIS概述 4

2.1 AIS的软件构成 4

2.2 AIS的技术特点 5

2.3 AIS的操作模式 5

2.4 AIS的系统功能 6

2.5 AIS的典型应用 7

2.5.1 AIS和VTS 7

2.5.2 AIS和ECDIS 8

第3章 多源数据系统设计原理及方法 9

3.1设计原则及总体架构 9

3.2数据接收及传输模块 9

3.2.1 UDP协议简介 9

3.2.2 TCP/IP协议简介 10

3.2.3 Socket通信简介 10

3.2.4 QT框架下的C 编程技术简介 10

3.3数据解析模块 10

3.3.1 AIS数据的报文结构 10

3.3.2 AIS封装电文数据解析 11

3.4数据存储模块 11

3.4.1数据库工具简介 11

3.4.2数据库表详细设计 11

第4章 多源数据系统实现及展示 14

4.1 数据通讯子系统结构 14

4.1.1网络结构 14

4.1.2 AIS数据库设计 15

4.1.3 AIS数据处理流程 17

4.2数据发送模块 18

4.3数据接收模块 19

4.4数据解析模块 22

4.5数据存储模 24

4.6数据展示模块 28

4.7仿真结果展示 31

第5章 结论与展望 32

5.1结论 32

5.2展望 32

参考文献 33

致 谢 34

第1章 绪论

1.1研究背景

伴随着水运经济的不断发展，水上客货运输量的急剧增长使船舶交通流量加大，同时也给水上交通运输带来前所未有的压力，近几年来由于海上船舶密度的迅猛增加以及相关海上监测机制的不完善导致海上交通事故频繁发生，而AIS系统的出现将会有效缓解这一压力。

AIS系统，中文名称为船舶自动识别系统，是由船体自身携带的设备、通信卫星设备和岸边基站设施等共同组成的集数字导航、船舶识别、海上信息传输等功能以一体的数字系统和设备，通过高频(VIIF)频道将船舶的航速、位置(经度、纬度)、航向等动态信息，以及船舶的名称、类型、MMSI,IMO、呼号、船籍、船员、船宽及吃水等静态信息，想当前船舶所在海域的附近海岸的岸边基站发送实时信息并广播，使附近的船舶和岸台能够及时掌握附近海面所有船舶的动态和静态信息，从而实现船一船、船一岸及岸-船间的实时通讯。

1.2研究意义

船舶在航行过程中,有各类数据需要向控制台汇报。比如位置信息的经度、纬度等；航行速度信息的矢量信息等；船舶自身固有信息的呼号、船宽、国籍、目的地等信息。其中的位置信息和航行速度信息的获取会有不同的数据源，各个数据源之间的数据可能存在差异，需拟定不同数据源的优先级。本课题主要完成基于AIS的船舶多源数据系统设计和开发工作，构建起船舶航行控制台架构。AIS系统的研究对传统的信息通信行业产生了深远的影响。装有这种装置的船舶就可以不需人为介入的连续进行重要航行数据的交换，包括当前航行状态以及其它动态信息。这些实时的信息对于处于航行状态下的船舶以及船舶的控制台方面做好船舶的安全航行工作都是十分重要的。