LỜI CẢM ƠN
Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy Vũ Văn Rực cùng các anh trong
Công Ty TNHH Kỹ Thuật Và Dịch Vụ Tàu Biển MINH HẰNG ( MINH HANG
STS ) đã tận tình hướng dẫn em trong suốt thời gian làm đồ án vừa qua. Đồng
thời em cũng xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè đã động viên giúp đỡ để
em có thể hoàn thành đồ án này. Qua đây em xin gửi lời cảm ơn đến các thầy, cô
trong bộ môn Điện tử - Viễn thông và nhà trường đã dạy dỗ, đào tạo em trong
suốt thời gian qua.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hải Phòng, Ngày 20 Tháng 11 Năm 2015

i


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN........................................................................................................i

ii


AIS

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
Automatically Identification System

ARPA

( Hệ thống tự động nhận dạng )
Automatic Radar Plotting Aids

CAN

( Thiết bị đồ giải tránh va tự động )
Controller Area Network

IEC

( Mạng điều khiển cục bộ )
International Electrotechnical Commission

IMO

( Ủy ban kĩ thuật điện quốc tế )
International Maritime Organization

NMEA

( Tổ chức Hàng hải quốc tế )
National Marine Electronics Association

GPS

( Hiệp hội điện tử Hàng hải quốc gia )
Global Positioning System
( Hệ thống định vị toàn cầu )

iii


DANH MỤC CÁC BẢNG
STT


Tên

Trang

Bảng 1.1

Mô tả câu lệnh được phê duyệt

5

Bảng 1.2

Mã nhận dạng đài phát theo chuẩn NMEA

8

Bảng 1.3

Một số kiểu câu lệnh của NMEA 0183

10

Bảng 3.1

Tốc độ truyền dữ liệu theo độ dài cáp trục chính.

34

Bảng 3.2


Chuyển đổi gói tin giữa NMEA 0183 và PNG

36

Bảng 3.3

NMEA 2000®
PGN 126992 chuyển sang ZDA

36

Bảng 3.4

PGN 127245 chuyển sang RSA

37

Bảng 3.5

PGN 128267 chuyển sang DPT

37

Bảng 3.6

PGN 129025 chuyển sang GLL.

38


iv


DANH MỤC CÁC HÌNH
STT
Hình 1.1
Hình 1.2
Hình 1.3
Hình 1.4

Tên
Cấu trúc khung dữ liệu của chuẩn NMEA 0183
Đài phát theo chuẩn RS 232
Đài phát theo tiêu chuẩn RS 422
Cấu trúc dây tín hiệu trong phiên bản NMEA

Trang
4
16
17
18

Hình 1.5
Hình 1.6
Hình 1.7
Hình 1.8

0183-HS
Kết nối giữa thiết bị phát với nhiều thiết bị thu
Ghép nối giữa các thiết bị vi sai

Ghép nối với thiết bị thu chỉ có một tín hiệu vào
Ghép nối giữa thiết bị phát và thu theo chuẩn

18
19
19
20

Hình 1.9

NMEA 0183-HS
Ghép nối tín hiệu từ nhiều thiết bị phát đến một

20

Hình 1.10
Hình 2.1
Hình 2.2

thiết bị thu
Ghép nối với PC
Giao diện phần mềm GPCSIM
Mô phỏng câu lệnh VTG, ZDA và GLL bằng phần

21
22
25

Hình 2.3
Hình 2.4

Hình 2.5
Hình 3.1

mềm GpcSim.
Mô phỏng câu lệnh HDT bằng phần mềm GpcSim.
Sơ đồ mạch nguồn dùng IC 7805
Sơ đồ mạch khuếch đại NMEA dùng IC MAX485
Mạng NMEA 2000

Hình 3.2

Mạng NMEA 2000

Hình 3.3
Hình 3.4

Cấu trúc mạng NMEA 2000®
Cấu trúc mạng NMEA 2000®

thực tế trên tàu

v

26
27
28
31
31
33
33



LỜI NÓI ĐẦU
Thế giới bước vào thế kỉ 21 là kỉ nguyên của khoa học và công nghệ. Rất
nhiều thành tựu khoa học đã, đang và sẽ được ứng dụng trong mọi lĩnh vực của
sản xuất cũng như trong cuộc sống, và trong đó có ngành công nghiệp Hàng hải.
Với sự phát triển của khoa học kĩ thuật các trang thiết bị nghi khí Hàng hải và
vô tuyến hiện đại được trang bị rất nhiều trên tàu nhằm nâng cao hiệu quả khai
thác và đảm bảo an toàn Hàng hải. Các trang thiết bị này cần phải được tích hợp
với nhau thông qua một chuẩn tín hiệu để trao đổi thông tin và thu thập những
dữ liệu cần thiết. Bên cạnh đó, các thiết bị Hàng hải hiện đại cũng cần dữ liệu từ
nhiều nguồn khác nhau vì thế phải có một mạng lưới chuẩn để tích hợp dữ liệu
đầu vào trên một kênh duy nhất. Chuẩn truyền thông NMEA 0183 được phát
triển và ứng dụng trên tàu thuỷ đã đáp ứng được những yêu cầu trên.
Chính vì những lí do trên mà em đã lựa chọn đề tài : “Nghiên cứu chuẩn
truyền thông NMEA 0183 và ứng dụng trong các trang thiết bị Hàng hải và
Vô tuyến điện”.
Đề tài bao gồm những nội dung sau:
Chương 1: Phân tích chuẩn truyền thông NMEA 0183.
Chương 2: Ứng dụng của chuẩn truyền thông NMEA 0183 trong các trang
thiết bị Hàng hải và Vô tuyến điện.
Chương 3: NMEA 2000 – Xu hướng phát triển của chuẩn ghép nối mới.

1


CHƯƠNG 1: PHÂN TÍCH CHUẨN TRUYỀN THÔNG NMEA 0183
1.1. Tổng quan.
1.1.1. Khái niệm.
NMEA ( National Marine Electronics Association ) là chuẩn Hàng hải do

tổ chức điện tử Hàng hải của Mĩ phát triển và có liên kết chặt chẽ với ủy ban kĩ
thuật điện quốc tế IEC. Chuẩn này ra đời để truyền dữ liệu giữa các thiết bị
Hàng hải giúp chúng có thể trao đổi thông tin dễ dàng với nhau. Từ khi ra đời
chuẩn NMEA luôn được sửa đổi và hoàn chỉnh, đến nay được biết đến với nhiều
phiên bản khác nhau như NMEA 0180, NMEA 0182, NMEA 0183 và NMEA
2000®. Hiện nay trên một số các tàu cũ chuẩn NMEA 0180 và NMEA 0182 vẫn
còn được sử dụng nhưng phổ biến và tất cả các trang thiết bị Hàng hải đều tương
thích là chuẩn truyền thông NMEA 0183. Chuẩn truyền thông NMEA 0183
được phát hành vào tháng 3 - 1983 và đã phát triển qua nhiều phiên bản khác
nhau và mới nhất hiện nay là NMEA 0183 V4.10.
Chuẩn NMEA 0183 là chuẩn truyền thông nối tiếp định nghĩa giao diện
giữa các phần khác nhau của các trang thiết bị điện Hàng hải với các máy tính
Hàng hải, cho phép chúng có thể bắt tay và chia sẻ những thông tin quan trọng
với nhau. Có thể hiểu rằng, NMEA 0183 là một tiêu chuẩn kỹ thuật kết hợp điện
và dữ liệu cho việc truyền thông giữa các trang thiết bị điện Hàng hải như máy
đo sâu, máy đo gió, la bàn, lái tự động, máy thu định vị vệ tinh GPS và nhiều
loại thiết bị khác. Do đó chuẩn NMEA 0183 dần trở thành chuẩn truyền thông
phổ biến mà các trang thiết bị điện tử Hàng hải có thể sử dụng để kết nối với
nhau. Ngoài ra, chuẩn này còn quy định cụ thể cả các kết nối điện tạo nên một
hệ thống NMEA, phương pháp truyền thông truyền tải dữ liệu và định dạng
những câu lệnh dữ liệu mang thông tin NMEA.
1.1.2. Đặc điểm truyền thông của chuẩn NMEA 0183.
Các đặc điểm kỹ thuật truyền dữ liệu của chuẩn NMEA 0183 phiên bản 1,
2 và 3 về cơ bản là giống như chuẩn kết nối RS 232 ở việc cài đặt: tốc độ 4800
baud, 1 bit Start, 1 bit Stop và 0 bit kiểm tra Parity.
2


Ngoài ra, chuẩn NMEA phiên bản 3 còn có thêm một tốc độ mới là 38400
baud làm cho nó còn được gọi là NMEA 0183-HS. Điều này cho phép thiết bị

ARPA mới nhất và thiết bị nhận dạng AIS yêu cầu tốc độ liên kết cao hơn để
gửi số lượng các thông tin lớn hơn.
Dữ liệu gửi đi tất cả ở dạng mã ASCII ( dữ liệu bit 7 luôn là bit 0 ), do đó
có thể xem trực tiếp trên một chương trình máy tính “đầu cuối” mặc dù những gì
được nhìn thấy có thể không có ý nghĩa nhiều.
1.2. Giao diện của NMEA 0183.
NMEA 0183 là một chuẩn truyền thông được thiết kế để truyền dữ liệu
nối tiếp một chiều từ đài phát ( Talker ) đến một hay nhiều đài thu ( Listener ).
Dữ liệu ở dạng mã ASCII chứa các thông tin về vị trí, tốc độ, hướng hành trình,
độ sâu,…và độ dài một gói tin có thể từ 20-70 kí tự. Các thiết bị Talker và
Listener được định nghĩa như sau:
- Talker: là thiết bị có thể gửi dữ liệu đến các thiết bị khác như máy thu GPS,
máy đo sâu,…và nó được nhận dạng bởi 2 kí tự nhớ. Ví dụ: GP ( tín hiệu GPS ),
AI ( tín hiệu AIS ).
- Listener: là thiết bị thu nhận dữ liệu từ các thiết bị khác như hải đồ điện tử,
radar,…
Các thiết bị này sử dụng giao diện truyền nối tiếp không đồng bộ với các
tham số như sau:
- Tốc độ baund : 4800.
- Số bit dữ liệu : 8 ( bit 7 là 0 ).
- Bit Stop

:1

- Bit Parity

: None

3



Hình 1.1: Cấu trúc khung dữ liệu của chuẩn NMEA 0183
Các đặc tính kĩ thuật của chuẩn NMEA 0183 các phiên bản 1, 2 và 3 đều
đáp ứng được yêu cầu của chuẩn kết nối máy tính RS-422. Chúng sử dụng tín
hiệu điện áp +5/0 Volt, đó là điện áp thấp và dễ dàng để kết nối với máy tính.
Tuy nhiên, mức điện áp hiện nay trên đường truyền lớn hơn và có thể lên đến +/15 Volt, nhất là nơi mà thiết bị cũ được sử dụng theo các tiêu chuẩn của phiên
bản 1, điện áp tín hiệu là +/-12 Volt đến 15 Volt. Do đó các đầu vào NMEA
0183 phù hợp với phiên bản 2 hoặc cao hơn đều có khả năng thu nhận tín hiệu
sai khác +/-15 Volt mà không phí hao tổn.
Với các đặc điểm kĩ thuật đó, NMEA 0183 yêu cầu các thiết bị thu phải
được cách li quang. Điều này làm giảm sự can thiệp của nhiễu và loại bỏ được
vấn đề hiệu ứng vòng đất. Và tất cả các kết nối phải được thực hiện bằng việc sử
dụng Cable xoắn đôi với một dây chống nhiễu. Để ngăn chặn hiệu ứng vòng đất,
dây chống nhiễu chỉ nên kết nối với một đầu cuối.
1.3. Định dạng câu lệnh của NMEA 0183.
1.3.1. Khái quát.
Tất cả dữ liệu của chuẩn NMEA 0183 được truyền đi dưới dạng câu lệnh.
Số lượng kí tự tối đa trong một câu lệnh là 82, bao gồm tối đa là 79 kí tự bắt đầu
từ kí tự “$” và kết thúc tại <CR><LF>.
Số lượng tối thiểu các trường trong một câu lệnh là 1. Trường đầu tiên là
trường chứa địa chỉ danh tính của đài phát Talker và các định dạng xác định số
trường dữ liệu trong câu, các loại dữ liệu mà nó chứa và thứ tự các lĩnh vực dữ
4


liệu được truyền đi. Phần còn lại của câu lệnh có thể chứa số 0 hoặc nhiều
trường dữ liệu.
Số lượng tối đa của các trường được cho phép trong một câu lệnh bị giới
hạn bởi chiều dài của câu lệnh tối đa là 82 kí tự. Các trường Null có thể được có
mặt trong câu và sẽ luôn luôn được sử dụng nếu dữ liệu cho trường đó là không

có.
Tất cả các câu lệnh đều được bắt đầu bằng kí tự “$” và kết thúc bằng dấu
phân cách chấm dứt câu lệnh <CR><LF>.
Câu lệnh được phê duyệt là những phác thảo để sử dụng chung và chi tiết
trong tiêu chuẩn NMEA 0183. Một câu lệnh được phê duyệt bao gồm các yếu tố
sau:
$
HEX 24 – Bắt đầu của một câu lệnh
<address field>
Mã nhận dạnh Talker và định dạng câu lệnh
“,” <data field>
0 hoặc nhiều trường dữ liệu
.
.
.
“,” <data field>
“*” <checksum field>
Trường kiểm tra tổng
<CR><LF>
HEX 0D 0A – Kết thúc câu lệnh
Bảng 1.1: Mô tả câu lệnh được phê duyệt
1.3.2. Cấu trúc câu lệnh của NMEA 0183.
Định dạng của một câu lệnh được phê duyệt như sau:
$--aaccc,c--c*hh<CR><LF>
Trong đó: . $: kí tự bắt đầu của một câu lệnh.

. aa: là nhận dạng của thiết bị Talker ( Ví dụ: thiết bị GPS là GP,… )
.ccc: kiểu dữ liệu của câu ( Ví dụ: GGA – Global Positioning System
Fix Data )


5


. “,”: dấu phân cách, bắt đầu mỗi trường ngoại trừ trường địa chỉ và
trường checksum. Nếu nó theo sau một trường null nó ám chỉ không có dữ liệu
trong một trường.

. c--c: nội dung dữ liệu của câu lệnh và có thể thay đổi phụ thuộc vào
kiểu dữ liệu đang được truyền.

. “*”: dấu phân cách trường kiểm tra tổng theo sau trường dữ liệu
cuối cùng của câu. Nó chỉ ra rằng hai kí tự chữ số sau nó là các giá trị HEX của
trường kiểm tra tổng.

. hh: là hai kí tự chữ số kiểm tra tổng ( checksum ). Hai chữ số này
là hai số HEX và được tính bằng tất cả các kí tự ở giữa kí tự “$” và “*”.

. <CR><LF>: kết thúc một câu.
Đối với các thiết bị Talker, chuẩn NMEA quy định mã nhận dạng
như sau:
Thiết bị phát ( Talker )
AUTOPILOT
General ( Máy lái tự động đa năng )
Magnetic

Mã danh định
AG*
AP

( Máy lái tự động theo từ trường )

COMMUNICATIONS Digital Selective Calling ( DSC )

CD*

( Gọi chọn số DSC )
Data receiver ( Tín hiệu thu )
Satellite ( vệ tinh truyền thông )
Radio-Telephone(MF/HF)

CR
CS*
CT*

( Điện thoại vô tuyến MF/HF )
Radio-Telephone(VHF)

CV*

( Điện thoại vô tuyến VHF )
Scanning Receiver

CX*

( máy thu quét truyền thông )
DECCA Navigator
Direction Finder ( Kính ngắm định hướng )
Electronic Chart Display & Information System ( ECDIS )

6


DE
DF*
EC


( Hệ thống thông tin và Hải đồ điện tử )
Emergency Position Indicating Beacon ( EPIRB )
Engineroom Monitoring Systems

EP*
ER

( Hệ thống kiểm tra buồng máy )
GLONASS Receiver
Global Navigation Satellite System ( GNSS )
Global Positioning System ( GPS )

GL
GN
GP

( Hệ thống định vị toàn cầu )
HEADING SENSORS Magnetic Compass

HC*

( Hướng mũi tàu theo là bàn từ )
North Seeking Gyro

HE*


( Hướng mũi tàu theo con quay bắc )
Non North Seeking Gyro

HN

( Hướng mũi tàu không theo con quay)
Integrated Instrumentation ( Trang thiết bị tích hợp )
Integrated Navigation ( Định vị thông tin tích hợp )
LORAN
Loran A
Loran C
OMEGA Navigation System
Proprietary Code ( Mã sở hữu riêng )
Radar and/or ARPA
Sounder, Depth ( Máy đo độ sâu )
Electronic Positioning System, other/general

II
IN
LA
LC
OM
P
RA*
SD*
SN

( Hệ thống định vị điện tử )
Sounder, Scanning ( Máy quét dò )

Turn Rate Indicator ( Bộ chỉ báo tốc độ quay lái )
TRANSIT Navigation System
VELOCITY
Doppler, other/general
Speed Log, Water, Magnetic
SENSORS
Speed Log, Water, Mechanical
Transducer ( Bộ biến đổi )
TIMEKEEPERS
Automic Clock (Đồng hồ nguyên tử)
Chronometer( Đồng hồ bấm giờ )
Quarzt ( Đồng hồ thạch anh )
Radio Update

SS
TI*
TR
VD*
VM
VW
YX
ZA
ZC
ZQ
ZV

( Đồng hồ cập nhật bằng vô tuyến )
Weather Instruments ( Dụng cụ báo thời tiết )
WI
Bảng 1.2: Mã nhận dạng đài phát theo chuẩn NMEA


7


*. Được quy định bởi IEC để sử dụng với các thiết bị điện tử Hàng hải theo yêu
cầu của IMO trong quy ước SOLAS ( Sửa đổi năm 1974 ).
Một số kiểu câu lệnh của NMEA 0183:
AAM
ALM
APB
*ASD
BEC

Waypoint Arrival Alarm
GPS Almanac Data
Autopilot Sentence “B”
Autopilot System Data
Bearing & Distance to

Thông tin báo động
Dữ liệu GPS
Máy lái tự động
Dữ liệu từ hệ thống máy lái tự động
Góc phương vị và khoảng cách đến

BOD

Waypoint-Dead Reckoning
Bearing-Origin to Destination


mục tiêu-tính toán góc va chạm
Góc phương vị và vị trí xuất phát tới

BWC

Bearing & Distance to

mục tiêu
Góc phương vị và khoảng cách đến

BWR

Waypoint
Bearing & Distance to

mục tiêu
Góc phương vị và khoảng cách đến

DBT
DCN
*DPT
*DSC

Waypoint -Rhumb Line
Depth Below Transducer
Decca Position
Depth
Digital Selective Calling

mục tiêu-Đường đạo hang

Thông tin về độ sâu
Vị trí Decca
Độ sâu
Thông tin về cuộc gọi chọn số

DSE

Information
Expanded Digital Selective

Mở rộng gọi chọn số

DSI
DSR
*DTM
*FSI
GBS
GGA

Calling
DSCTransponder Initialize
DSCTransponder Respone
Datum Reference
Frequency Set Information
GNSS Satellite Fault Detection
Global Positioning System Fix

Thiết bị phát đáp Radar
Bộ đáp ứng tín hiệu phát đáp
Gốc quy chiếu tham khảo

Thiết lập thông tin tần số
Phát hiện lỗi vệ tinh GNSS
Dữ liệu định vị toàn cầu

GLC
GLL
GNS
GRS
GSA
GST

Data
Geographic Position-Loran C
Geographic Position-Lat/Long
GNSS Fix Data
GNSS Range Residuals
GNSS DOP & Active Satellites
GNSS Pseudorange Error

Vị trí địa lí-Loran C
Vị trí kinh độ/vĩ độ
Dữ liệu cố định GNSS
Phạm vi số dư GNSS
GNSS DOP và vệ tinh chủ động
Thống kê lỗi GNSS

GSV

Statistics
GNSS Satellite in View


Theo dõi vệ tinh GNSS
8


GXA
*HDG

TRANSIT Position
Heading, Deviation &

Vị trí TRANSIT
Hướng chuyển động, sự chênh lệch

*HDT
HSC
LCD
MSK
MSS

Variation
Heading, True
Heading Steering
Loran-C Signal Data
MSK Receiver Interface
MSK Receiver Signal

và biến thể
Hướng thực
Hướng máy lái

Tín hiệu dữ liệu Loran C
Thông tin cổng thu MSK
Thông tin về nhiệt độ cổng thu MSK

Temperature
MTW Water Temperature
MWD Wind Direction & Speed
*MWV Wind Speed & Angle Numbers
OLN
Omega Lane Numbers
*OSD Own Ship Data
RMA
Recommended Minimum

Thông tin về nhiệt độ nước
Hướng và tốc độ gió
Tốc độ gió và số góc
Số dòng Omega
Dữ liệu tàu
Dữ liệu Loran C tối thiểu

RMB

Specific Loran-C Data
Recommended Minimum

Thông tin Hàng hải tối thiểu

RMC


Navigation Information
Recommended Minimum

Dữ liệu GNSS tối thiểu

*ROT
*RPM
*RSA
*RSD
RTE
*SFI

Specific GNSS Data
Rate of Turn
Revolutions
Rudder Sensor Angle
Radar System Data
Routes
Scanning Frequency

Tỉ lệ dây
Sự quay tròn
Góc cảm biến bánh lái
Hệ thống dữ liệu Radar
Đường truyền
Thông tin tần số quét

STN
TLL
TRF

*TTM

Information
Multiple Data ID
ID đa dữ liệu
Target Latitude & Longtitude
Hướng kinh độ/vĩ độ
TRANSIT Fix Data
Dữ liệu TRANSIT cố định
Tracked Target Message
Tin nhắn mục tiêu
Bảng 1.3: Một số kiểu câu lệnh của NMEA 0183

*. Được quy định bởi IEC để sử dụng với các thiết bị điện tử Hàng hải theo yêu
cầu của IMO trong quy ước SOLAS ( Sửa đổi năm 1974 ).
1.3.3. Một số câu lệnh thường gặp.
AAM – Waypoint Arrival Alarm.

9


Tình trạng ( khi vòng tròn xuất hiện, hoặc thông qua các góc vuông của
đường) tại điểm tham chiếu.
$--AAM,A,A,x.x,N,c--c*hh<CR><LF>
1 2 3 4 5

6

Trong đó: 1. A = arrival cirle entered: đường tròn xuất hiện.
V = arrival cirle not entered: đường tròn không xuất hiện.

2. A = perpendicular passed at waypoint: vuông góc qua điểm tham
chiếu.
V = perpendicular not passed: vuông góc không qua điểm tham
chiếu.
3. Arrival circle radius: bán kính vòng tròn đến.
4. Units of radius, nautical miles: các đơn vị của bán kính, hải lí.
5. Waypoint ID: ID của điểm tham chiếu.
6. Checksum: trường kiểm tra tổng.
APB – Autopilot Sentence “B”.
Thường được sử dụng bởi Autopilots, câu lệnh này chứa điều hướng nhận
cảnh báo tình trạng bộ cảnh báo, lỗi cross-track, tình trạng điểm tham chiếu,
chịu lực ban đầu từ nguồn gốc điểm tham chiếu đến đích, chịu lực liên tục từ vị
trí hiện tại tới điểm đến và đề nghị hướng đến điểm tham chiếu đích cho chuyển
hướng chân hoạt động của cuộc hành trình.
$--APB,A,A,x.x,a,N,A,A,x.x,a,c--c,x.x,a,x.x,a*hh<CR><LF>
1 2 3 456 7

8

9

10

11

Trong đó: 1. A = Data valid: dữ liệu hợp lệ.
V = Loran-C Blink or SNR warning: cảnh báo Loran-C Blink hoặc
SNR

10



V = General warning flag for other navigation systems when a
reliable fix is not available: cờ cảnh báo chung cho các hệ thống điều hướng
khác khi bản sửa lỗi đáng tin cậy là không có sẵn.
2. A = Data valid or not used: dữ liệu hợp lệ hoặc không sử dụng.
V = Loran-C Cycle Lock warning flag: Khóa biển cảnh báo LoranC Cycle.
3. Magnitude of XTE ( cross-track-error ): đại lượng XTE.
4. Direction to steer, L/R: hướng lái, L/R.
5. XTE units, nautical miles: đơn vị XTE, hải lí.
6. A = Arrival circle entered: đường tròn.
7. A = perpendicular passed at waypoint: vuông góc qua điểm tham
chiếu.
8. Bearing origin to destination, M/T: gốc bệ đỡ đến đích, M/T.
9. Destination waypoint ID: ID điểm tham chiếu đích.
10. Bearing, Present position to destination, Magnetic or True: chịu
lực, vị trí hiện tịa đến đích, từ trường hay đúng.
11. Heading-to-steer to destination waypoint, Mag or True
BEC-Bearing & Distance to Waypoint-Dead Reckoning.
Thời gian ( UTC ), khoảng cách, chịu lực và vị trí của 1 điểm tham chiếu
được xác định từ vị trí Deadreckoned hiện tại.
$--BEC,hhmmss.ss,llll.ll,a,yyyyy.yy,a,x.x,T,x.x,M,x.x,N,c--c*hh<CR><LF>
1

2

3

4


5

6

Trong đó: 1. UTC of observation: giờ UTC.
2. Waypoint latitude, N/S: vĩ độ, Bắc/Nam.
3. Waypoint longitude, E/W: kinh độ, Đông/Tây.
4. Bearing, degrees True.
5. Bearing, degrees Magnetic.
6. Distance, nautical miles: khoảng cách, hải lí.
11

7


7. Waypoint ID: ID điểm tham chiếu.
BOD-Bearing-Origin to Destination.
Mang góc của đường thẳng, tính theo điểm tham chiếu gốc, kéo dài đến
điểm tham chiếu gốc đối với hoạt động chuyển hướng chân của cuộc hành trình.
$--BOD,x.x,T,x.x,M,c--c,c--c*hh<CR><LF>
1

2

3

4

Trong đó: 1. Bearing, degree True.
2. Bearing, degree Magnetic.

3. Destination Waypoint ID: ID điểm tham chiếu đích.
4. Origin Waypoint ID: ID điểm tham chiếu gốc.
DBT-Depth Below Transducer.
Độ sâu của nước đến các đầu dò.
$--DBT,x.x,f,x.x,M,x.x,F*hh<CR><LF>
1

2

3

Trong đó: 1. Water depth, Feet: độ sâu của nước, đơn vị feet.
2. Water depth, Meters: độ sâu của nước, đơn vị mét.
3. Water depth, Fathoms: độ sâu của nước, đơn vị sải.
*DSC-Digital Selective Calling Information.
Câu lệnh này được sử dụng để nhận một cuộc gọi hoặc cung cấp dữ liệu
từ một điện thoại không dây sử dụng kĩ thuật số phù hợp với khuyến nghị ITU-R
M.493 ( Trước đây là khuyến nghị CCIR 493 ).
$--DSC,xx,xxxxxxxxxx,xx,xx,xx,x.x,x.x,xxxxxxxxxx,xx,a,a*hh<CR><LF>
1
Trong đó:1.

2.

2

3 4

5 6


7

: đặc tả định dạng.

: địa chỉ.
12

8

9 10 11


3.

: danh mục.

4.

: bản chất cuộc gọi

5.

:loại truyền

báo động.

thông.
6.

: vị trí hoặc kênh/tần số.


7.

: thời gian hoặc số điện thoại.

8.

: mã MMSI của tàu bị nạn.

9.

: tính chất bị nạn.

10.

: lời cảm ơn.

11.

: chỉ số mở rộng.

GLL-Geographic Position-Latitude/Longitude.
Vị trí kinh độ/vĩ độ và thời gian UTC.
$--GLL,llll.ll,a,yyyyy.yy,a,hhmmss.ss,A*hh<CR><LF>
1

2

3


4

Trong đó: 1. Latitude, N/S: vĩ độ, Bắc/Nam.
2. Longitude, E/W: kinh độ, Đông/Tây.
3. UTC of Position: thời gian UTC.
4. A = Data valid: dữ liệu hợp lệ.
V = Data not valid: dữ liệu không hợp lệ.
*HDT-Heading, True.
Hướng mũi tàu.
$--HDT,x.x,T*hh<CR><LF>
13


1
Trong đó: 1.Heading, degrees True: hướng mũi tàu, theo độ.

14


VTG-Course Over Ground and Ground Speed.
$--VTG,x.x,T,x.x,M,x.x,N,x.x,K*hh<CR><LF>
1

2

3

4

Trong đó: 1. Course, degree True.

2. Course, degree Magnetic.
3. Speed, Knots: tốc độ, đơn vị hải lí.
4. Speed, km/hr: tốc độ, đơn vị Km/h.
ZDA-Time & Date.
Chỉ thời gian UTC và khu vực.
$--ZDA,hhmmss.ss,xx,xx,xxxx,xx,xx*hh<CR><LF>
1

2 3

4

5 6

Trong đó: 1. UTC: thời gian UTC.
2. Day 01 to 31: ngày, từ mùng 01 đến 31 (theo UTC ).
3. Month 01 to 12: tháng, từ tháng 01 đến 12 ( theo UTC ).
4. Year: năm ( theo UTC ).
5. Local zone

, 00 to

13 hrs: múi giờ khu vực, từ 00 đến

13 giờ.
6. Local zone

, 00 to +59: phút khu vực, từ 00 đến +59.

1.4. Phương thức ghép nối giữa các thiết bị.

1.4.1. Các loại đài phát theo chuẩn NMEA 0183.
Chuẩn truyền thông NMEA 0183 cho phép một thiết bị đài phát ( Talker)
ghép nối song song với nhiều thiết bị đài thu ( Listener ) trên cùng một mạch
điện. Tín hiệu ra của chuẩn NMEA 0183 được truyền trên cả hai chuẩn tín hiệu
RS 232 và RS 422.

15


a. Đài phát chuẩn NMEA 0183 V1.x theo chuẩn RS 232.
Ở phiên bản 1, thiết bị đài phát chỉ có một đường dữ liệu NMEA ( Tx data
hoặc Out ) và sử dụng đường thứ hai là đường nối đất để kết nối tới cổng nối
tiếp của máy tính. Nó có cấu trúc như sau:

Hình 1.2: Đài phát theo chuẩn RS 232.
Đài phát chỉ có một mức tín hiệu được sử dụng giống như trong chuẩn
máy tính RS 232. Các tín hiệu dữ liệu điện áp lên đến +/-15 Volt và mức logic
“1”, hoặc bit STOP được xác định trong dải từ -15 Volt đến +0.5 Volt. Với mức
logic “0” hoặc bit START thì được xác định trong dải từ +0.4 Volt đến +15
Volt. Phương pháp kết nối này giống như là “kết thúc đơn” sẽ được thay thế
bằng phương pháp vi sai trong phiên bản 2.0.
b. Đài phát chuẩn NMEA 0183 V2.x theo chuẩn RS 422.
Theo quy định trong chuẩn tín hiệu RS 422 thì với các phiên bản NMEA
2.0 hoặc mới hơn, các kết nối phải được gắn nhãn “A”, “B” tương ứng với
Data+, Data- và Shield.
EIA-422-A quy định các trạng thái tín hiệu của đài phát có nghĩa là các
logic “1” hoặc trạng thái bit STOP được xác định bởi một điện áp âm trên dây
“A” đối với dây “B”. Và ngược lại, một logic “0” hoặc trạng thái bit START
được xác định bởi một điện áp dương trên dây “A” đối với dây “B”. Nó có cấu
trúc kết nối như sau:


16


Hình 1.3: Đài phát theo tiêu chuẩn RS 422.
Với “A” là đầu ra của bộ khuếch còn “B” là đầu ra đảo, dây chống nhiễu sẽ
được nối với khung. Trong thực tế nghĩa là, khi mức logic “1” được thiết lập thì
đầu ra dây “A” là 0 Volt, dây “B” là 5 Volt. Và ngược lại, khi ở mức logic “0”
thì đầu ra dây “A” là 5 Volt còn dây “B” là 0 Volt. Lưu ý, các mức điện áp này
được xác định khi không kết nối với tải.
c. Đài phát khác.
Mặt khác, ở phiên bản NMEA 3.x hoặc NMEA 0183-HS thì tốc độ Baund
cao hơn nhiều so với các phiên bản trước nên cho phép các thiết bị ARPA và
AIS mới có thể gửi một lượng lớn thông tin một cách kịp thời. Để làm được điều
này thì phiên bản NMEA 0183-HS ngoài hai dây tín hiệu “A”, “B” còn có một
dây tín hiệu “C” ( Signal ground). Nó được mô tả như sau:

17


Hình 1.4: Cấu trúc dây tín hiệu trong phiên bản NMEA 0183-HS.
1.4.2. Các phương pháp ghép nối giữa thiết bị phát và thiết bị thu.
a. Mô tả:
Chuẩn truyền thông NMEA 0183 cho phép một thiết bị phát ( Talker ) có
thể kết nối với nhiều thiết bị thu ( Listener ), điều đó được mô tả như sau:

Hình 1.5: Kết nối giữa thiết bị phát với nhiều thiết bị thu.
18



b. Ghép nối với các thiết bị vi sai theo chuẩn NMEA 0183.
Thiết bị vi sai này tuân theo các quy tắc của chuẩn NMEA 0183 phiên bản
2.0 với đầu vào A/+ của thiết bị thu được nối với đầu ra A của thiết bị phát, còn
đầu vào B/- thì được nối với đầu ra B của thiết bị phát. Nó có cấu trúc như sau:

Hình 1.6: Ghép nối giữa các thiết bị vi sai.
Đối với một số thiết bị Listener chỉ có một đầu vào duy nhất thì tín hiệu
sẽ được ghép nối như sau. Đầu vào A/+ của thiết bị thu được ghép với đầu ra A
của thiết bị phát, còn đầu vào B/- thì được nối với chân Ground của thiết bị phát:

Hình 1.7: Ghép nối với thiết bị thu chỉ có một tín hiệu vào.
c. Ghép nối giữa các thiết bị theo chuẩn NMEA 0183-HS.
Do có thêm một đường dây tín hiệu “C” trong chuẩn NMEA 0183-HS nên
tín hiệu giữa đài phát và đài thu sẽ được ghép nối như sau:

19


Hình 1.8: Ghép nối giữa thiết bị phát và thu theo chuẩn NMEA 0183-HS.
Nếu thiết bị thu nhận được tín hiệu từ nhiều thiết bị phát khác nhau thì sẽ
có một bộ dồn kênh Multiplexer để kết hợp các tín hiệu này lại và tạo thành một
dòng dữ liệu ra duy nhất đến thiết bị thu. Điều đó được mô tả như sau:

Hình 1.9: Ghép nối tín hiệu từ nhiều thiết bị phát đến một thiết bị thu.
d. Ghép nối với máy tính PC.
Quá trình ghép nối với máy tính là để kiểm tra dữ liệu NMEA 0183 và thu
thập các thông tin cần thiết.
Khi máy tính cá nhân thực hiện nhận dữ liệu từ một thiết bị phát nào đó
theo chuẩn NMEA thông qua cổng kết nối RS 232 thì máy tính cá nhân được coi
như một thiết bị thu. Quá trình kết nối được mô tả như hình:

20