船舶自动识别系统(AIS—Automatic Identification System)可利用其先进的通讯手段自动提供高精度信息，其中包含了许多可用于避碰的信息，为船舶避碰提供了一种新方法。为使AIS技术在海上交通安全中发挥更多更重要的作用，随着AIS的强制实施与AIS设备广泛装船使用，基于AIS的船舶避碰系统(本文里称为AACS—AIS Anti-Collision System)将有着广泛的应用前景。 本文对AACS主要进行以下几个方面得研究： - 根据国内外公开发表的文章、资料，较为详实地对AIS的研究现状进行了归纳、整理，考虑到船舶避碰的特点和要求，提出了把AIS应用于船舶避碰系统的设想。 - 根据实际应用的不同需要，将AACS分为船上安装的船站型、岸上VTS中心安装的基站型、便于领航员携带的便携型等三种基本形式。 - 按照AIS的国际标准，设计了AACS基本的结构框图，并对各部分的功能进行了较为详细的说明。 - 对AACS的数据处理进行了一些较深入地研究和探讨，给出了系统的状态方程，KALMAN滤波方法及计算流程，并对滤波发散的问题作了分析，提出了解决的方法。 - 对基本的航行数据，包括航行参数(船位、航向、航速、时间等)、避碰参数(CPA、TCPA等)的获取及处理方法进行了研究和实践。 - 提出了AACS的硬件设计方案，通过综合考虑系统特性及接口电路，系统硬件由DSP(数字信号处理器)、CPLD(复杂可编程逻辑器件)、Flash存储器、专用键盘、LCD显示器以及一些必要的外围电路组成，具有标准的通信接口和良好的人机界面的特点。实践中，系统的DSP使用的是TI公司的TMS320VC5402芯片，作为系统的信息处理器；使用功能的强大单片CPLD芯片—(ALTERA公司)构成系统的控制电路和接口电路；C5402的增强型主机接口EHPI设置为标准的8位并行接口，用于和PC等上位机通信；两个多通道缓冲串口McBSP0和McBSP1设 置成标准串口与通讯模块相连，用于川S数据信息的接收和发送：定时 器 TIMERO的定时时间设置为每 100ms产生一个中断，用于检测键盘； 利用C5402上的时钟电路和可编程PLL，可以产生所需要的系统时钟； 在EPF10K10A芯片的配合卜C5402可以完成对这些外围器件以及键 益、LCD显示器、Flash的控制，构成一个能够满足要求的完整系纷。 编写了相应的应用程序。本系统编写的程序有：DSP程序、CPLD硬件 逻辑程序和系统接口软件。DSP程序在CCS下编写，由TI提供的CCS 支持C语言，能够对DSP程序进行模拟。为了提高厂发效率，DSP程 序的框架0C语言编写，核心程序利用DSP汇编语言编写，这样可以 争［ffi开发时间和程序效率，ALTERA为其CPLD器件也提供了很好的干I‘ 发软件MAX＋PLUS！，此开发软件支持硬件描述语言（VHDL）、逻辑 图输入、状态机输入等多种不同的硬件逻辑描述方式，并且能够给出时 序图供在线模拟、调试。根据本系统硬件逻辑的特点，EPF10K10A的 逻辑采用逻辑图输入的方式，并在MAX＋PLUS 11卜模拟结果。接口软 件在VC＋十下编写，在PC等主机上运行，具有良好的人机界面。其功 能是在主机和本系统建立通信，收发数据。 在实践中，本系统通过模拟接收A旧信息数据，并判断是否存在碰撞危险；若存在危险，则判定危险物标，发出危险警告，并具有将危险警告信息通过A旧向外发送的功能。实践证明，AACS具有对危险的反应快、操作方便、价格低廉等优点，较符合我国国情，具有厂阔的市场前景。