항행 및 항법 : NMEA-0183을 이용한 효율적인 멀티미디어 데이터 전송

홍성화 ( Sung Hwa Hong ),양성열 ( Seong Ryul Yang ),이성렬 ( Seong Real Lee ) 한국항행학회 2014 韓國航行學會論文誌 Vol.18 No.2

BNWAS의 기능과 동작은 국제 표준을 통해 제안되었으나, 현재 배에 탑재되어 있는 BNWAS는 모니터링하는 것에 많은 어려움을 가지고 있다. NMEA-0183, NMEA-2000과 같은 BNWAS내의 장비에서 생성되는 여러 데이터가 있다. 본 논문에서는 주로 BNWAS에서 사용되어지고 있는 저속 NMEA-0183을 기반으로 한 통신 프로토콜을 이용한 멀티미디어 전송 기법을 제안하였다. NMEA-0183을 통한 저속 멀티미디어 데이터 서비스의 원만한 전송을 위해서는 데이터 압축 기술이 필요하다. 현재 주로 사용되어지고 있는 NMEA-0183 프로토콜이 배의 장비에 주로 사용되어지나, 센서를 통한 BNWAS 장비를 제어하기 위해서는 보다 효율적인 NMEA-0183 프로토콜 전송이 필요할 것이다. The functionality of BNWAS and its operations are investigated through its international standard. But the BNWAS is being used currently in the ship had difficulty in monitoring. Several kinds of data are generated from many equipments in BNWAS, such as NMEA-0183 data or NMEA-2000. In this paper, we have proposed a method of the multimedia data transmission using a communication protocol based on slower NMEA-0183, which is mainly used in BNWAS. Data compression techniques are needed for smooth streaming services of the multimedia data in the low data rate over the NMEA-0183 interface. Although these data are mainly used for the instruments of ship, their efficient transmission may be needed if they are managed to control the BNWAS equipment with sensors.

최적화된 큐 기반의 NMEA 프로토콜 멀티플렉서 시뮬레이션에 관한 연구

박시형(Si-Hyoung Park),정성훈(Sung-Hun Jung),김창수(Chang-Soo Kim),임창묵(Chang-Mook Yim),임재홍(Jae-Hong Yim) 한국항해항만학회 2004 한국항해항만학회 학술대회논문집 Vol.3 No.-

현재 국내에서는 NMEA 프로토콜 멀티플렉서를 개발한 사례 및 제품이 없어, 외국인 고비용 장비를 수입하여 사용하거나, 멀티 포트를 이용하여 NMEA 프로토콜을 전송하는 프로그램을 소프트웨어적으로 구현하여 사용하고 있다. 이러한 방법은 고비용이 지출되거나, 각 응용프로그램마다 별도의 처리 부분을 작성해야하는 문제점이 있다. 또한, NMEA 프로토콜을 출력하는 각각의 장비들은 제조회사 및 플랫폼이 다르므로 이중의 자원낭비 및 손실 등을 초래할 수 있다. 본 논문에서는 이를 보완하기 위하여 신뢰성 있는 처리방법과 고성능의 단일 하드웨어 모듈로서 독립적으로 동작할 수 있고, 최적화된 큐의 설계를 이용하여 모듈의 메모리 효율을 높이며, 주요 입력 센서 장비인 자이로콤파스, 에코 사운드, GPS 등의 장비들과 실시간 통신의 높은 신뢰성을 유지할 수 있는 NMEA 프로토콜 멀티플렉서를 구현에 대하여 제안하였다. Domestic use, or embody program that transmit NMEA protocol using multi port as software and is using because there is no fee and product that develop NMEA protocol Multiplexer, import mounting for foreign climax present. These method is paid or there is problem that must make out special processing part in each application program. Also, each mountings that display NMEA protocol can cause double resources waste and damage etc. because manufacturing firm and platform are different. Can act separatively as single hardware module of reliable processing method and high efficiency to supplement this in this treatise, and because using design of optimized cue, heighten memory efficiency of module, and proposed NMEA protocol Multiplexer that can keep high trustability of Come on, deviation compass, echo sound, mountings of GPS and so on and real time communication that is main input sensor equipment about embodiment.

NMEA0183/2000 게이트웨이 구현

손형곤,주문갑,우힘찬,강무성,설재훈 대한임베디드공학회 2017 대한임베디드공학회논문지 Vol.12 No.6

As the number of sensors in a ship has increased, studies have been actively conducted to efficiently manage a large amount of data. Sensors in a ship follow the NMEA (National Marine Electronics Association) data format. In particular, NMEA0183 standardized as IEC 61162-1 and NMEA2000 standardized as IEC 61162-3 are widely used. NMEA0183 is a protocol based on serial communication and NMEA2000 is a protocol based on CAN (Controller Area Network) communication. We implemented a gateway that receives data from NMEA0183 sensors and NMEA2000 sensors and then transmits them to the server on TCP/IP network. By using the NMEA2000 0183/2000 gateway to receive the sensor data and manage it through the ship's preventive maintenance system, the sensor data can be utilized efficiently and promptly. This management can reduce crew’s daily tasks and reduce the number of accidents.

GPS NMEA기반의 Google MAP용 API설계 및 웹페이지 매핑

강민구 ( Kang Mingoo ) 한국인터넷정보학회 2011 인터넷정보학회논문지 Vol.12 No.2

본 논문에서는 스마트 폰에서 위치인식기반의 LBS서비스를 위해 GPS 수신모듈에서 NMEA(National Marine Electronics Association)의 문장을 분석하고, GPS 수신기에서 NMEA의 위치정보를 웹 서버로 전송하기 위한 파서를 설계한다. 또한, 구글지도(Google Map)의 API규격에 따라 GPS 수신기의 위치좌표 값을 XML파일로 변환하는 구글 지도용 API를 설계한다. 본 논문의 결과로 스마트폰의 GPS 수신기는 NMEA 문장과 구글 지도용 API의 연동방안과 웹 서버가 구글 지도용 좌표값의 매핑(Mapping)을 통해 이동체의 위치와 GPS 수신기의 이동경로를 확인할 수 있는 실시간 위치정보 서비스가 가능한 센서 웹 서비스를 구현할 수 있다. In this paper, NMEA based Parser programming for Smart-phone was designed at a GPS receiver. The design scheme for Map API and sensor web services was designed according to the Google Map API standards that the position values of NMEA sentences were changed due to XML files. As a result of interfaces between GPS NMEA sentences of Smart-phone and Google Map API, it is possible that real time visual positioning sensor web services about the Google Map mapping from a GPS receiver could be worked on web sever.

FPGA를 이용한 NMEA2000 선박표준네트워크 프로토콜의 구현

박동현(Dong-Hyun Park),허진영(Jin-Young Hir),김종현(Jong-Hyun Kim),유영호(Yung-Ho Yu),심진보(Jin-Bo Sim),신옥근(Ok-Keun Shin) 한국마린엔지니어링학회 2009 한국마린엔지니어링학회 학술대회 논문집 Vol.2009 No.-

IEC61162-3 known as NMEA2000 protocol is approved standard network of SOLAS ship by ISO and used for the instrument network which exchanges data in real-time. For easy development of ship network equipments, this study is focused on SoC which can convert from various kind of protocols like TCP/IP, NMEA0183, RS422 etc. to NMEA2000 protocol using FPGA and MicroBlaze. In this paper before designing full function SoC, NMEA0183 data communication is implemented and experimented using MicroBlaze DART and hyperterminal of PC.

선박 내에서의 CAN 통신을 활용한 영상 인식 시스템의 효율적 활용 방안

홍성화,이성렬 한국항행학회 2019 韓國航行學會論文誌 Vol.23 No.5

여러 IT 기술의 발전에 더불어 선박 내에 발생하는 데이터를 CAN 통신을 통해 선박 제어, 자율 운항, 상황 발생 시 정보 제공 등을 선박 내에서 할 수 있다. 또한 현재 여러 기능을 가진 전자 운항 선박이 등장하였으며, 이러한 선박들에서 사용되고 있는 항해·통신 장비들은 주로 NMEA 표준을 따르고 있다. 현재 NMEA-0183이 아직 주로 사용되고 있으나 NMEA-2000 표준을 활용한 멀티미디어 전송 및 USN 장비 호환을 위해서는 보다 효율적인 멀티미디어 전송 처리 방안이 필요하게 되었다. 또한, 나아가 이더넷을 기반으로 하는 선박 제어가 필요로 하게 된다. 그러나 본 논문에서는 현재 선박 내에서 쉽게 활용할 수 있는 CAN 통신을 활용하여 기존 선박 장치와 원활히 연동될 수 있도록 멀티미디어 전송 방안을 제시하였다. With the development of various IT technologies, data generated in the ship can be controlled through CAN communication, autonomous operation, and information provision in various situation. In addition, electronic navigation vessels with various functions have emerged, and navigation and communication equipment used in these vessels are mainly following the NMEA standard. Currently, NMEA-0183 is still mainly used, but more efficient multimedia transmission processing method is needed for multimedia transmission and USN equipment compatible using NMEA-2000 standard. Furthermore, Ethernet-based ship control is required. However, this paper proposes a multimedia transmission scheme to be smoothly linked with existing ship devices by utilizing CAN communication that can be easily used in the ship.

E-Navigation을 위한 선박네트워크 NMEA2000에 관한 연구

허진영(Jinyoung Hir),박동현(Donghyun Park),김종현(Jonghyun Kim),유영호(Yungho Yu),신옥근(Ok Shin),심진보 한국마린엔지니어링학회 2009 한국마린엔지니어링학회 학술대회 논문집 Vol.2009 No.-

NMEA1000 protocol known as IEC61162-3 of Multi-talker, Multi-listener, PnP communication is adopted as standard network for SaLAS ship by ISO in 2008 for e-navigation ages. NMEA2000 network uses well known CAN in physical layer. In this paper address claim function is implemented for protocol converter device which can be used easily in combination with CPU of non network device. We are going to implement full function of NMEA2000 protocol and provide guideline to develop ship equipment to be networked easily.

FPGA 기반의 언버터 NMEA2000 프로토콜 통신 시스템의 구현

유영호(YungHo Yu),홍지태(JiTae Hong),박동현(DongHyun Park),김경엽(KyungYup Kim),김종현(JongHyun Kim) 한국마린엔지니어링학회 2010 한국마린엔지니어링학회 학술대회 논문집 Vol.2010 No.10

In this paper, the FPGA-based SoC board (Xilinx virtex-4 ML401 EVM) is adopted to control electrical power inverter system. For marine application, its performance is shown on PC-based system for monitoring electrical characteristics of a power inverter using by the NMEA2000 protocol. This power inverter system is achieved in Real-Time monitoring and control by dual micro-processor operation on embedded FPGA-based SoC board. One micro processor is for control (control processor) electrical power inverter using by PWM signal. And the other micro-processor (communication processor) is for communication with PC-based monitoring system. The two-processor is communicating each other using by dual-portram(DPRAM). PC-based system user can control and monitor information of the electrical power inverter via NMEA2000 based communication processor. Control and monitoring information includes the inverter status and configuration. SoC board converts this information to Parameter Group Numbers (PGNs) in the NMEA2000 protocol. This system can be applied to marine power electronics for distributed power generation, transmission or regulation systems on the ship.

항행 및 항법 : USN을 활용한 TLC 기반의 BNWAS 구축

홍성화 ( Sung Hwa Hong ),양성열 ( Seong Ryul Yang ),이성렬 ( Seong Real Lee ) 한국항행학회 2014 韓國航行學會論文誌 Vol.18 No.2

본 논문은 TLC(telephone line controller)를 기반으로 한 BNWAS(bridge navigational watch alarm system) 연구이다. BNWAS의 기능과 동작은 국제 표준을 통해 제안되었으나, 현재 배에 탑재되어 있는 BNWAS는 모니터링하는 것에 많은 어려움을 가지고 있다. NMEA(national marine electronic association)-0183, NMEA-2000과 같은 BNWAS내의 장비에서 생성되는 여러 데이터가 있다. 비록 이러한 데이터가 배의 항해에 주로 사용되어지나, 센서를 통한 BNWAS 장비를 제어한다면 그 유용성은 더욱 증가할 것이다.본 시스템의 취지는 선교의 항해 중 항해 당직자의 졸음 등으로 인한 해양사고를 예방하기 위한 것이다. 야간 항해 시 항해 당직자는 선교 내의 여러 장비를 통해 인근 선교의 여러 항행정보를 수집하고 지속적인 감시를 통하여 선박의 안전항해 여부를 결정하게 된다. This paper is the study of BNWAS based on TLC. The functionality of BNWAS and its operations are investigated through its international standard. But the BNWAS to be used currently in the ship have difficulty in monitoring. Several kinds of data are generated from many equipments in BNWAS, such as NMEA-0183 data or NMEA-2000. Although these data are mainly used for the safe navigation of ship, their usability may be enhanced if they are managed to control the BNWAS equipment with sensors. The purpose of this system is prevent the marine accidents on sailing voyages due to drowsiness of watchers. On Night sailing, watcher is collected the navigation information from multiple devices and he determines the safe operation of the ship through continuous monitoring.

Collection and Provision of Sensor Information Based on International Standards for the Smart AtoN Project

Geonung KIM,Byeonguk MOON,Gyei-Kark PARK 국제이네비해양경제학회 2023 International Journal of e-Navigation and Maritime Vol.20 No.-

The Smart AtoN(Aids to Navigation) project aims to upgrade the facilities of AtoN to provide new additional information to nearby ships and unmanned ships. This paper deals with methods for collecting various sensor data through standardized interfaces; the NMEA-0183(serial line), the NMEA-2000(CAN), and the NMEA OneNet(IPv6). The AIS(Automatic Identification System) and the AIS-ASM(Application Specific Message) are considered as communication means for providing sensor information to nearby ships. In this paper, we summarize existing NMEA sentences for collecting sensor data and AIS-ASM messages that can be used to deliver sensor data to ships. Information provided from the smart AtoN through AIS, ASM, etc. may be presented on the shipborne displays that complies with the IEC62288:2021 standard.