Войти
NMEA 2000, сокращенно NMEA2k или N2K и стандартизировано как IEC 61162-3, стандарт связи plug-and-play, используемый для подключения морских датчиков и дисплеев на судах 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. В электрическом отношении NMEA 2000 совместим с сетью контроллеров («шина CAN»), используемой в дорожных транспортных средствах и топливных двигателях. Формат протокола более высокого уровня основан на SAE J1939 со специальными сообщениями для морской среды. Raymarine, Raymarine, Simrad Simnet и Furuno CAN - это переименованные реализации NMEA 2000, хотя могут использовать физические разъемы, отличные от стандартизованных DeviceNet Micro-C M12 5 -штырьковые винтовые соединители, все из которых электрически совместимы и могут быть подключены напрямую.
Протокол используется для создания сети электронных устройств, в основном морских, 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 много различных типов информации. Это также позволяет инструментам работать вместе, поскольку они обмениваются данными. Протокол NMEA 2000 разработан по принципу «включай и работай», чтобы устройства разных производителей могли обмениваться данными друг с другом.
Примеры морской электроники устройств для включения в сеть: GPS приемники, автопилоты, ветровые приборы, эхолоты, навигационные инструменты, двигатели инструменты и навигационные карты плоттеры. Взаимосвязь между приборами в сети позволяет, например, приемнику GPS корректировать курс, которым движется автопилот.
NMEA 2000 Стандарт был определен и находится под контролем Национальной ассоциации морской электроники (NMEA). Хотя NMEA разглашает некоторую информацию о стандарте, он 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 не раскрывает, как интерпретировать значения, содержащиеся в этих полях. Однако энтузиасты постепенно делают успехи в открытии этих определений PGN.
NMEA 2000 соединяет устройства с помощью технологии Controller Area Network (CAN), первоначально разработанной для автомобильной промышленности.. NMEA 2000 основан на протоколе высокого уровня SAE J1939, но определяет свои собственные сообщения. Устройства NMEA 2000 и устройства J1939 могут сосуществовать в одной физической сети.
NMEA 2000 (IEC 61162-3) может считаться преемником стандарта последовательной шины данных NMEA 0183 (IEC 61162-1). Он имеет значительно более высокую скорость передачи данных (250 кбит / с против 4800 бит / с для NMEA 0183). Он использует компактный двоичный формат сообщения 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 участниками и несколькими слушателями, тогда как для NMEA 0183 требуется один -talker, несколько слушателей (симплекс ) последовательный протокол связи.
Сеть NMEA 2000, как и сеть SAE J1939, на которой она основана, организована по топологии шины и требует по одному согласующему резистору 120 Ом на каждом конце шины. (Резисторы включены параллельно, поэтому правильно подключенная шина должна иметь общее сопротивление 60 Ом). Максимальное расстояние для любого устройства от автобуса - шесть метров. Максимальная длина магистрального кабеля составляет 100 м (328 футов)
Типовая установка сети NMEA 2000 Единственным стандартом кабелей, одобренным NMEA для использования с сетями NMEA 2000, является Стандарт кабельной сети DeviceNet, который контролируется Open DeviceNet Vendors Association. Такие кабельные системы могут иметь маркировку «Одобрено NMEA 2000». Стандарт DeviceNet определяет уровни экранирования, размер проводов, устойчивость к атмосферным воздействиям и гибкость, которые не обязательно удовлетворяются другими решениями для кабельной разводки, продаваемыми как совместимые с «NMEA 2000».
Стандарт DeviceNet / NMEA 2000 определяет два размера кабелей. Кабель большего размера обозначается как «мини» (или, альтернативно, «толстый»), и рассчитан на пропускание до 8 ампер тока источника питания. 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 питание до 3 Ампер. текущий.
Мини-кабель в основном используется в качестве «магистрали» (или «магистрали») для сетей на больших судах (обычно длиной от 20 м и более), а микрокабель используется для соединения между магистралью сети и отдельные компоненты. Сети на небольших судах часто полностью состоят из микрокабелей и разъемов.
Сеть NMEA 2000 электрически несовместима с сетью NMEA 0183, поэтому требуется интерфейсное устройство для отправки сообщений между устройствами в различных типах сетей. Адаптер также необходим, если сообщения NMEA 2000 должны приниматься или передаваться с ПК.
Кабельные компоненты NMEA-2000, вкл. power-T В соответствии с протоколом SAE J1939 сообщения NMEA 2000 отправляются в виде пакетов, которые состоят из заголовка, за которым следуют (обычно) 8 байтов данных. Заголовок сообщения определяет передающее устройство, устройство, на которое было отправлено сообщение (это могут быть все устройства), приоритет сообщения и PGN (номер группы параметров). PGN указывает, какое сообщение отправляется, и, следовательно, как байты данных должны интерпретироваться для определения значений полей данных, содержащихся в сообщении.
Определение группы параметров может описывать запись данных, которая состоит из большего количества данных, чем может содержаться в одном кадре CAN. Методы передачи NMEA 2000 включают в себя передачу однокадровых групп параметров и два метода передачи многокадровых групп параметров. Эти методы передачи сравниваются ниже:
| Один кадр | Многопакетный ISO 11783 | Быстрый пакет NMEA 2000 |
|---|---|---|
| 8 байтов | До 1785 байтов | До 223 байтов |
| Широковещательная передача по умолчанию, если только pf < 0xF0 | Может использоваться для отправки любого сообщения размером до 1785 на определенное устройство с управлением потоком (RTS / CTS) или широковещательной рассылкой (BAM) | Широковещательная передача по умолчанию, если pf < 0xF0 |
| уровень CAN не гарантирует, что все (подключенные) узлы получили сообщение и подтвердили его CRC | с подтверждением связи (RTS / CTS) / на основе времени (50 мс) в случае BAM ( широковещательная передача) | Без квитирования |
| Нет задержек протокола передачи | Требуется больше времени для отправки того же объема данных, что и для быстрого пакета | Требуется меньше времени для отправки до 223 байтов ; отсутствие задержек протокола передачи; нет гарантии, что он получен всеми узлами |
| Реализуется во всех отраслях | Реализуется во всех отраслях | NMEA 2000 и принят ISO для приложений GNSS Con / Ag |
Многопакетный Протокол, указанный в ISO 11783-3, обеспечивает передачу групп параметров из нескольких кадров до 1785 байт. Протокол инкапсулирует группу параметров в транспортном протоколе глобально или по определенному адресу. В случае передачи по конкретному адресу (RTS / CTS) принимающее устройство может управлять потоком данных в соответствии с доступными ресурсами принимающего устройства. В обоих случаях (RTS / CTS) против BAM. о передаваемом сообщении объявляется в первом сообщении. В случае CTS / RTS получатель может отказаться от сообщения. В случае BAM сообщение можно просто проигнорировать.
Протокол Fast Packet, определенный в NMEA 2000, обеспечивает средство для потоковой передачи до 223 байтов данных с тем преимуществом, что каждый кадр сохраняет идентичность и приоритет группы параметров. Первый передаваемый кадр использует 2 байта для идентификации последовательных групп параметров Fast Packet и последовательных кадров в рамках передачи одной группы параметров. Первый байт содержит счетчик последовательностей, чтобы различать последовательные передачи одних и тех же групп параметров, и счетчик кадров, установленный на нуль кадра. Второй байт в первом кадре определяет общий размер следующей группы параметров. Последовательные кадры используют только один байт данных для счетчика последовательности и счетчика кадров. Поскольку многие из групп параметров NMEA 2000 превышают 8 байтов, но не требуют емкости в 1785 байт для нескольких пакетов, по умолчанию метод передачи групп параметров нескольких кадров в NMEA 2000 использует протокол Fast Packet.
Независимо от того, какой протокол используется, многокадровые группы параметров пересылаются покадрово и могут перемежаться с другими группами параметров с более высоким приоритетом с использованием протокола или даже однокадровых групп параметров. Каждое устройство отвечает за повторную сборку группы параметров после передачи всех кадров для группы параметров.
Устройства проходят процесс сертификации, контролируемый NMEA, и им разрешается отображать логотип «Сертифицировано NMEA 2000» после завершения процесса сертификации. Процесс сертификации не гарантирует содержание данных, это ответственность производителей. Однако процесс сертификации гарантирует, что продукты от разных производителей обмениваются данными совместимым образом и что они могут сосуществовать в сети.
Несколько производителей, в том числе Simrad, Raymarine, Stowe и, имеют свои собственные сети, совместимые с NMEA 2000 или похожие на них. Simrad называется SimNet, Raymarine называется SeaTalk NG, Stowe называется Dataline 2000, а Mastervolt - CZone. Некоторые из них, такие как SimNet и Seatalk NG, представляют собой стандартную сеть NMEA 2000, но используют нестандартные разъемы и кабели; адаптеры доступны для преобразования в стандартные разъемы NMEA 2000, или пользователь может просто удалить разъем и выполнить прямое подключение.
Термин «NMEA 2000» является зарегистрированным товарным знаком Национальная ассоциация морской электроники. Устройства, не имеющие сертификата NMEA 2000, не могут на законных основаниях использовать товарный знак NMEA 2000 в своей рекламе.
Ниже приведены некоторые из компаний, которые зарегистрировались в NMEA с целью производства продуктов, сертифицированных NMEA 2000:
Соответствующие стандарты
с использованием системы автоматической идентификации NMEA 2000
