GB T 31843.3-2015 海上导航和无线电通讯设备及系统 数字接口 第3部分 串行数据设备网络.pdf

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1、 ICS 47.020.70 U 65 中华人民共和国国家标准GB/T 31843.3-2015/IEC 61162-3:2008 海上导航和无线电通讯设备及系统数字接口第3部分:串行数据设备网络Maritime navigation and radiocommunication equipment and systems Digital interfaces-Part 3: Serial data instrument network (IEC 61162-3:2008 ,IDT) 2015-07-03发布2016-02-01实施jT 中华人民共和国国家质量监督检验检瘦总局也世吟吟中国国家标

2、准化管理委员会a叩牛，/ GB/T 31843.3-2015/IEC 61162-3 :2008 前言GB/T 31843海上导航和无线电通讯设备及系统数字接口拟分以下部分z一一第1部分z单通话器和多受话器z一一第2部分z单通话器和多受话器高速传输F一一第3部分z串行数据设备网络F本部分为GB/T31843的第3部分。本部分按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。本部分使用翻译法等同采用IEC61162-3: 2008海上导航和无线电通讯设备及系统数字接口第3部分z串行数据设备网络儿与本标准中规范性引用的国际文件有一致性对应关系的我国文件如下z一-GB/T15868-1995 全球海上遇险

3、与安全系统(CMDSS)船用元线电设备和海上导航设备通用要求测试方法和要求的测试结果(idtIEC 60945: 1994) 本部分做了下列编辑性修改z一一删去国际标准前言.本部分由中国船舶重工集团公司提出。本部分由全国船舶电气及电子设备标准化技术委员会(SAC/TC531)归口。本部分起草单位z中国船舶重工集团公司第七O四研究所、中国船舶重工集团公司第七O七研究所、上海熔圣船舶海津工程技术有限公司。本部分主要起草人z邓丽娟、郑荣才、浦骏业、陆巧云、滕国栋、张文杰、辛玉龙、张晶晶、周长江，I 1 范围GB/T 31843.3-2015/IEC 61162-312008 海上导航和无线电通讯设备

4、及系统数字接口第3部分:串行数据设备网络GB/T 31843的本部分依据美国国家海洋电子协会2000(NMEA2000)标准制定。NMEA2000标准包含了关于串行数据通讯网络与实船安装的船用电子设备相互连接的最小应用要求。依据本部分设计的设备应具备在单一信号传输通道中与兼容设备共享数据包括指令和状态的能力。数据报文通过一系列数据帧进行传递，每个数据报文都包含错误及完整性检查，确保帧的传递和时延。一个数据帧的实际数据内容至多占传递数据的一半，本部分主要适用于相对简短数据报文周期性传递，报文按要求或请求指令传递。典型的数据包含离散的参数(如位置的纬度和经度)，全球定位系统(GPS)状态值，自动驾

5、驶操舵指令，有限参数列表如航路点)，和中等大小的数据块数据(如电子海图数据库更新数据。本部分不适用于如雷达、电子海图、视频数据或其他完整数据库或者文件传输应用的高带宽应用。本部分定义国际标准化组织开放系统互联模型(lSO/OS1)所有从应用层至物理层相关的层，需要执行本部分的网络功能性要求，本部分定义了数据格式、网络协议和设备到接口所需的最小物理层。国际海上生命安全公约(SOLAS)的应用应包含冗余设备(如双重网络、冗余网络接口电路以降低单点故障所带来的影响。NMEA 2000标准提供支持冗余设备、总线和信息传递的基本工具和方法。一些特定的船载设备的安装设计不在本部分的范围内，但本部分提供一些

6、指导性文件参见附录A.2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单适用于本文件。ISO 11783 (所有部分农林用拖拉机和机械串行控制和通信数据网络(Tractorsand machinery for agriculture and forestry-Serial control and communications data network) ISO 11783-3农林用拖拉机和机械串行控制和通信数据网第3部分z数据链路层(Tractorsand machinery for a

7、griculture and forestry-Serial control and communications data network-Part 3: Data link layer) ISO 11783-5: 2001农林用拖拉机和机械串行控制和通信数据网第5部分z网络管理包括勘误表1(2002) Tractors and machinery for agriculture and forestry-Serial control and communications data network-Part 5: Network management (including its corri

8、gendum 1 (2002) IEC 60945海上导航和无线电通讯设备及系统一般要求测试方法和要求的测试结果(Maritime navigation and radiocommunication equipment and systems-General requirements-Meth ods of testing and required test results) NMEA 2000 主文件，第1.200，2004年10月版，船舶电子设备的串行数据网络(Maindocument , Version 1. 200 I October 2004 , Serial-Data Networ

9、king Of Marine Electronic Devices) NMEA 2000 附件A，第1.200，2004年10月版，船舶电子设备的申行数据网络应用层(参数组定义)Appendix A , Version 1. 200:0ctober 2004，Serial同DataNetworking Of Marine Electronic De-GB/T 31843.3-2015/IEC 61162-3:2008 vices-Application Layer (Parameter Group Definitions) NMEA 2000 附件B.第1.210.2006年9月版，船舶电子设

10、备的串行数据网络(数据基础)Ap pendix B. Version 1. 210:September 2006 Serial-Data Networking Of Marine Electronic Devices(Data Base) NMEA 2000 附件C.第1.200，2004年10月版，船舶电子设备的串行数据网络认证标准和测试方法)Appendix C. Version 1. 200: October 2004. Serial-Data Networking Of Marine Electronic Devices(Certification Criteria and Test

11、Methods) NMEA 2000 附件D，第1.200，2004年10月版，船舶电子设备的串行数据网络(应用说明)Appendix D. Version 1.200: October 2004 , Serial-Data Networking Of Marine Electronic Devices(Applica tion Notes) IMO 1974国际海上生命安全公约(SOLA剖，修订版第五章航行安全性(InternationCon vention for the Safety of Life at S臼(SOLA凹，asamended-Chaptet V-Safety of na

12、vigation) 3 术语、定义和惯用语3.1 术语和定义下列术语和定义适用于本部分。3.1.1 位bit通讯通道中最小的信息单元。注z位以成组的状态(一个或几个位)分布于位域.本部分规定的位是自信号率定义的持续时间常数，并且位是显俭或隐性两个逻辑值中的一个。当显性和隐性电平同时被加到通讯通道上时，则结果为显性电平.3.1.2 罔桥bridge 连接两个网络段的设备，被连接的两个网络段使用相同的网络协议并在同一地址空间。注g网桥两端的数据率和物理媒介可能存在偏差.网桥可能会进行信息过滤.3.1.3 字节byte 代表8个位。3. 1.4 控制器局域网络(CAN)帧controller町回ne

13、twork(CAN) frame 在通讯通道中传送的位列序。注:CAN帧传递如下信息类型= 数据帧s将数据从发送梅传输至接收器z 错误帧g通过检测总线错误的一个单元发送， 过载帧s在前一数据帧与后数据帧之间提供附加延时， CAN数据帧定义了开始帧和结束帧的位域.CAN数据帧与前一帧之何以帧间间隔分离.当使用CAN错误帧和过载帧时，无须使用帧闰间隔，直接附加在前一帧中.3.1.5 1类设备class 1 devic四仅具备单个A级别或B级别网络连接接口的设备。2 . GB/T 31843.3-2015月EC61162-3:2008 3. 1.6 2类设备class 2 devices 具备两个A

14、级别或两个B级别网络连接接口的设备。注:2类设备适用于双重冗余总线系统，除了具备提供A级别或B级别能力.2类设备也需具备辨别从冗余网络接收的信息是否相同的能力 3.1.7 默认操作default operation 标准设备第一次装船时的标准操作或设置。3.1.8 设备device 通过一个节点，与一个本部分定义的网络相连的产品或设备。3.1.9 同关gateway 连接一个网络与另一个网络或者系统的设备。3. 1. 10 帧闰闽南interframe space 将数据帧与前一帧数据隔离的位域。3. 1. 11 A级别设备level A devic臼支持ISO传输层和全部网络参数组管理的设备

15、。3. 1. 12 B级别设备level B devices 支持地址声明、ISO请求参数组编号和产品信息参数组的设备.3.1.13 监昕设备Iisten only device 网络上仅接受报文但不参与总线活动的设备。注2此设备不能向网络发送任何数据、错误或应答等。3.1.14 负载当量鼓I侃d吨uivalencynumber 以网络负载为单位表示节点额定功率.3. 1. 15 报文m础age如本部分所定义的由一个或多个数据帧组成，这些帧包含与某一网络地址通信的参数组信息。注B一个报文包含报文优先编码、参数组编号、目的网络地址、源网络地址和数据域.目的网络地址可以是一个待定地址或全局地址 3

16、. 1. 16 网络地址network address 网络上一个功能体的标识符。3. 1. 17 罔鳝负载network load 将一个网络负载定义为一个50mA的度量单位。注2这是用来确定网络负载量的.3 GB/T 31843.3-2015/IEC 61162-3:2008 3. 1. 18 节点node 网络的一个物理连接。注s一个节点可能有多于一个的网络地址，见虚拟节点情况.3. 1. 19 节点功率node power 由网络提供的功率。3.1.20 参鼓组parameter group; PG 在网络上传递的一组相关联的变量、命令、状态和其他信息。3.1.21 参数组编号p缸am

17、etergroup number; PGN 用来标识每个参数组的一个8位或16位的数字。注z在标准IEC61162-1中，参数组编号(PGN)与三字符语句标示符相类似.从本质上来说，可向网络上所有的地址传输以1日位参数组编号标识的参数组.以8位参数组编号标识的参数组只可用于向特定地址传输数据.3.1.22 接收器re饵iver在总线被占用/繁忙且设备不是一个发送器时，作为报文的接受者。3.1.23 路由器router 使用相同网络协议将两个网络段连接的设备。注z连接路由器两端的地址空阳，数据速率和物理媒介可以不同.3. 1.24 发送器transmitter 报文提供者。注s一个单元作为发送器

18、应保持直到其失去仲裁或总线进入空闲状态.3.1.25 虚拟节点virtual4叫随在一个设备内共享一个物理连接到网络的功能体。注g设备内的每个虚拟节点在网络中均有其唯一的地址.3.2 惯用语3.2.1 可may本部分中，当与网络要求有关时，可表示在网络中承认的供选方案和任选项。如果一项应用不包含任何供选方案，应与另一个包含可选项的应用兼容.3.2.2 应shall本部分中，当与网络要求表示某个项目有关时，应表示网络要求中必须满足的项目.3.2.3 不应shall not 本部分中，当与网络要求表示某个项目有关时，不应表示网络要求中禁止的项目。4 GB/T 31843.3-20 15/mC 61

19、162-3:2008 3.2.4 宣sbould本部分中，当与网络要求表示某个建议有关时，如果遵从建议，宜表示以某种方式便于网络开发或改进网络操作。4 物理层本部分的物理层由NMEA2000的主文件规定。4.1 CAN收发器所有应用CAN收发器的设备应包含一个发送支配超时定时器电路混串音保护).4.2 环境元件和电路的设计应满足IEC60945第8章的环境条件中耐久性和抵抗力的标准，其中8.8(雨水和喷雾的要求仅仅适用于暴露在雨水和/或喷雾的网络元件。4.3 无线电射频干扰4.3.1 有富的电磁发射元件和电路的设计应满足IEC60945第9章中关于有害电磁发射的标准要求。4.3.2 对电磁环境

20、的抗干扰性元件和电路的设计应满足IEC60945第10章中关于电磁环境抗干扰性条件的标准要求。4.4 电缆网络电缆应满足NMEA2000主文件中所规定的电气和最小物理特性要求，4.5 接口功率一个2类IEC设备的负载当量数应为两个网络连接中较大的额定功率如有不同时).4.6 罔络电源网络中的每个总线应有一个独立的电源。5 鼓据链路层本部分的数据链路层由ISO11783-3规定，附加的详细要求在NMEA2000主文件3.0章中规定。6 罔络居网络层定义由NMEA2000主文件4.0章规定。7 罔籍管理网络管理由ISO11783-5规定，附加的详细要求在NMEA2000主文件8.0章中规定。5 G

21、B/T 31843.3-20 15/IEC 61162-3 12008 7.1 地址配置方法设备应提供一种在本部分中未规定配置一个优先选择的地址的方法。设备在使用此方法来配置时，不应在总线上传输数据直到完成地址配置过程。只可在船舶的初始安装和配置阶段提供此功能，而不能在正常的网络操作中使用。重新配置的首选地址应能跃控保留的地址。7.2 地址保留设备应保留其最后一次成功配置地址以便下一次启动首选地址时使用。8 应用层本部分的应用层报文发送由参数组结构和参数组编号内容组成.参数组结构的定义见NMEA2000附件A.参数组编号内容的定义见NMEA2000附件B。8.1 参鼓组参数组包含报文优先级和传

22、播率的预定默认值。预定默认值提供了操作的预期性和连续性指标。尽管设定预定值可以满足船舶网络配置的大多数需求，但为了达到最佳性能，某些装置或者设备标准可能需要不同的值。为了适应特定的安装值，应使用特定方法对这些值进行调整。8.1.1 参踉组优先扭应保留默认参数组优先权值的任何变化，如采用非易失性存储器等措施.8.1.2 参敢组传播率应保留默认参数组传播速率的任何变化，如采用非易失性存储器等措施。9 试验判据本部分的试验判据在NMEA2000的附件C鉴定和试验判据中有详细说明。没有依照本部分进行试验的设备(例如仅依据ISO11783、NMEA2000或SAE1939设计的设备)在正常操作中不应连接

23、到网络。10 操作说明书本部分的操作说明书在NMEA2000的附件D中有详细说明.门生产商文件6 符合本部分要求的设备操作指南或其他适当的文献应包含下列信息z一一厂商代码F一一产品代码p一一接口连接定义表(图)I 一设备每一个接口(如多于一个的负载当量数;GB/T 31843.3-2015/IEC 61162-3: 2008 一一列出经核准的参数组编号和名称，标注未使用域、专用参数组编号和名称的清单，一一列出设备输入所需的参数组编号和名称以及关联数据域的清单F一一与接口有关的软件和硬件的最新修订版s一一标准版本号和与之一致的更新日期。7 GB/T 31843.3-20 15/IEC 61162

24、-3:2008 A. 1 安装文件附录A(资料性附录系统集成特定船只安装的系统配置文件应包含下列信息zA.1.1 设备详细信息一一型号名称自一一-功能z一一序列l号s一一生产商s一一安装场所s一一设备类型。或2)I 一一设备级别(A、B.监昕); 一一设定的首选网络地址F一一设定的PGN播放率z一一设定的PGN优先权s一-负载当量数z一一每个节点连接的网络分支电缆长度;一一提供网络电源(是或否)J 一一网络电源输出电流量。A. 1.2 网络特定信息一一整体总线负载p一一设备数z一一网络主干电缆长度p一一主干电缆规格z一一网络终端位置F一一所有T型连接器和阻挡带的位置s一一网络电源数s一一网络电

25、源位置z一一网络主干电缆测试结果p一网络布线图。A.2 安装确认A.2.1 初始安装观测确保终端完好地安装在网络主干电缆的两端。8 GB/T 31843.3一2015/IEC61162-3 :2008 A.2.2 网络主干电缆试验在主干电缆连接到任何设备之前对其进行试验.这些试验应在任何本部分设备与主干电缆连接之前进行，唯一与主干电缆相连接的应是网络电源.应确保主线电源通电.按照表A.l中所规定的试验特性进行试验。宜在主干电缆每个终端的最后一段连接处且在终端电阻之前进行测量。如果最后一段连接为电源连接，则在终端的倒数第二段连接处测量试验特性。囊A.l试验特性试验序号Pin/信号测量内容标准值公

26、差1 (1)防护物防护物和pin(3)NET-C (Gnd)之间的电阻0 .0 15 .0 (2) NET-S NET-S和pin(3) NET-C (Gnd)之间的电压12 V 9V 2 骂王16V (4) NET-H NET-H和NET-L之间的电阻57 .0 3 60 .0 (5) NET-L 4二68.0在接近完成时，断开网络电源并连接本部分设备。查阅设备生产厂商文件中的特定设备安装信息。确保所有连接到同一条主干电缆上的节点配置说明书中相同的系统实例值。A.2.3 操作测试确认所有设备操作与生产商的用法说明一致。启动所有设备，监控每条网络主线的总线错误率(错误帧数/s)，每一个总线错误

27、率不能超过每秒一顿.A.3 冗余度SOLAS第五章包含了综合船桥系统的要求局部的一个故障不应影响到其他部分的功能，除了直接由故障部分信息影响的功能f本部分应采用冗余网络总统，以满足这些要求并提供安全系统。虽然具有代表性的两个冗余总线数将满足上述的要求，但是可采用任何数量的冗余总线。本部分指定了一个接口(1类和两个接口(2类这两种类型的设备。冗余度可通过两套总线完成，每套总线上都重复相同的功能，从而在系统等级上提供功能和总线冗余度.一套单一总线功能冗余只在总线等级上提供功能冗余度。系统冗余度应有两套总统。通过在每套总线上连接多个1类设备或者在两套总线上连接2类设备实现功能冗余度。功能冗余度也可通

28、过与冗余总线组合连接的1类设备和2类设备的合并达到。图A.l和图A.2举例说明了两种可能配置。9 GB/T 31843.3-2015月EC61162-3:2008 总钱1IEC 61162-1 圄A.l结构黯倒圄A.2结掏范例A.4 实施建议A.4.1 信息量组和副本过露恰当的信息碎片收集依靠恰当的使用序列、帧数和DLC.一一对比用于副本过滤的DLC数之前，在每段主线上独立进行信息收集.一一一如果帧数或序列中有任何不一致之处，应立即停止收集信息.不管序号是多少，只有当帧数计数器为零时，才可以再次开始收集信息。一一应监控并/或记录上述定义的收集错误信息。A.4.2 ISO传输协议的用法一一当采用

29、ISO传输协议传输PGN时，PGN的快速信息包序列计数器将不会增加。一一采用ISO传输协议的2类设备需考虑zGB/T 31843.3-2015月EC61162-3 :2008 传输发送请求(RTS)、广播通知消息(BAM)和数据传送(DT)脑数时使用同一种改进的DLC; 改进的DLC是依据其中包含的PGN的DLC系列F ABORT、清除发送(CTS)值和报文结束(EOM)脑中的DLC数值都设置为8.A.4.3 2类设备跟踪2类设备维护的每个连接中用于寻址关联信息的说明书项应包括设备类型(1或2)。这有益于在接收到一份ISO请求PGN059904时决定适当的行为。OON 肉，3=国FON|伺-m

30、守FmH筒。中华人民共和国国家标准海上导航和元钱电通讯设备及系统鼓字接口第3部分z串行鼓据设备罔鳝GB/T 31843.3-2015月EC61162-3:2008 中国标准出版社出版发行北京市朝阳区和平里西街甲2号(100029)北京市西城区三里河北街16号(10004日网址总编室:(010)68533533发行中心:(010)51780238读者服务部:(010)68523946中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷各地新华书店经销 开本880X1230 1/16 印张1字数24千字2015年7月第一版2015年7月第一次印刷 书号:155066. 1-51915定价18.00元GB/T 31843.3-2015 如有印装差错由本社发行中心调换版权专有侵权必究举报电话:(010)68510107