docs.unavlab.com
Главная ❯ Гидроакустические навигационные и трекинговые системы ❯ Описание протокола сопряжения: RedNode
 |
|
|---|---|
| www.unavlab.com support@unavlab.com |
RedWave - гидроакустическая навигационная система Протокол информационного сопряжения c навигационным приемником RedNode |
RedWave
протокол информационного сопряжения c навигационными приемниками RedNode
Содержание
- 1. Введение
- 2. Система команд TNT и стандартные сообщения NMEA0183
- 3. Таблицы идентификаторов
1. Введение
1.1. Протокол физического уровеня
Гидроакустические навигационные приемники RedNode поддерживают информационное сопряжение при помощи стандарта физического уровня RS-232 для асинхронного интерфейса (UART) c напряжением линии данных 3.3В. Подключение производится при помощи четырехпроводного кабеля, с жилами Tx (трансмиттер), Rx (ресивер), Vcc (питание) и GND (земля). Без применения дополнительных повторителей и преобразователей интерфейса максимальная длинна шины данных, для которой гарантируется корректная работа интерфейса, составляет не более 2 метров.
Настройки порта подключения по умолчанию1:
Baudrate: 9600 bit/s
Data bits: 8
Stop bits: 1
Parity: No
Hardware flow control: No
ВНИМАНИЕ! Питание модемов осуществляется от источника постоянного тока 12 Вольт, при этом напряжение линии данных составляет 3.3 В.
1.2. Стандарт протокола диалогового уровня NMEA0183
Стандарт NMEA0183 описывает формат текстовых (ASCII) сообщений диалогового уровня.
Пример сообщения: $PTNT0,1,0*hh<СR><LF>
Основные элементы посылки (сообщения, sentence) NMEА0183:
- ’$’ - начало сообщения,
- ‘P’ - Proprietary, проприетарный код
- ‘TNT’ - трехбуквенный идентификатор производителя
- ‘0’ - идентификатор сообщения
- ’,’ - запятая (разделитель параметров)
- ‘*’ - разделитель контрольной суммы
- ‘hh’ - контрольная сумма в шестнадцатеричном формате (например FF, 01). Рассчитывается как побитовый XOR всех байт между ‘$’ и ‘*’.
- <CR><LF> - конец сообщения (перевод строки)
____ 1 Указанные параметры могут быть изменены по запросу
2. Система команд TNT и стандартные сообщения NMEA0183
Префикс D2H в наименовании сообщений означает, что оно передается от устройства (Device) к управляющей системе (Host). Префикс H2D в наименовании сообщений означает, что оно передается от управляющей системы (Host) к устройству (Device).
2.1. Оснвные и частоупотребимые сообщения
В эту группу входят сообщения, которые устройство передает по умолчанию (в зависимости от своего внутреннего состояния).
2.1.1. GGA
Стандартное сообщение NMEA0183 - Global positioning system fix data.
Формат сообщения: $GNGGA,hhmmss.sss,ddmm.mmm,N|S,yyymm.mmm,E|W,x,xx,x.x,x.x,M,x.x,M,xx,xxxx*hh<CR><LF>
| № | Поле/Параметр | Описание | |
|---|---|---|---|
| $ | Начало сообщения ‘$’ | ||
| GN | Стандартный источник данных - Global navigation | ||
| GGA | Стандартный идентификатор сообщения - Globap positioning system fix data | ||
| 1 | UTC Time | UTC, ччммсс.ссс | |
| 2 | Latitude | Географическая широта, ddmm.mmmmmm | |
| 3 | N | S | Идентификатор полушария, N - северное, S - южное |
| 4 | Longitude | Географическая долгота, dddmm.mmmmmm | |
| 5 | E | W | Идентификатор полушария, E - восточное, W - западное |
| 6 | Fix Type | Тип навигационного решения | |
| 7 | Satellites in view | Число доступных спутников (в RedWave всегда равно 4) | |
| 8 | HDOP | Horizontal dilution of precision, метры. (в RedWave данное поле передает радиальную ошибку, значение функции невязки в конце решения) | |
| 9 | Altitude | Altitude, метры. (в RedWave данное поле передает глубину, т.е. высоту со знаком “-“) | |
| 10 | M | М - метры | |
| 11 | Geoidal separation | Поле не поддерживается и остается пустым | |
| 12 | Age of data | Поле не поддерживается и остается пустым | |
| 13 | Reference station ID | Поле не поддерживается и остается пустым | |
| * | Разделитель контрольной суммы NMEA | ||
| hh | Контрольная сумма NMEA | ||
| <CR><LF> | Конец сообщения |
2.1.2. RMC
Стандартное сообщение NMEA0183 - Recommended minimum, sentence ‘C’.
Формат сообщения: $GNRMC,hhmmss.sss,A|V,ddmm.mmm,N|S,dddmm.mmm,E|W,x.x,x.x,ddmmyy,,,A|D|V*hh<CR><LF>
| № | Поле/Параметр | Описание | |
|---|---|---|---|
| $ | Начало сообщения ‘$’ | ||
| GN | Стандартный источник данных - Global navigation | ||
| RMC | Стандартный идентификатор сообщения - Recommended minimum, sentence ‘C’ | ||
| 1 | UTC Time | UTC, ччммсс.ссс | |
| 2 | Data quality indicator | A - данные верны | |
| 3 | Latitude | Географическая широта, ddmm.mmmmmm | |
| 4 | N | S | Идентификатор полушария, N - северное, S - южное |
| 5 | Longitude | Географическая долгота, dddmm.mmmmmm | |
| 6 | E | W | Идентификатор полушария, E - восточное, W - западное |
| 7 | Speed | Поле не поддерживается | |
| 8 | Course | Поле не поддерживается | |
| 9 | Date | Поле не поддерживается | |
| 10 | Magnetic variation | Поле не поддерживается | |
| 11 | E | W | Поле не поддерживается |
| 12 | A | Режим, A - GNSS | |
| * | Разделитель контрольной суммы NMEA | ||
| hh | Контрольная сумма NMEA | ||
| <CR><LF> | Конец сообщения |
2.1.3. MTW
Стандартное сообщение NMEA0183 - Mean water temperature (Температура воды).
Формат сообщения: $GNMTW,x.x,C*hh<CR><LF>
| № | Поле/Параметр | Описание |
|---|---|---|
| $ | Начало сообщения ‘$’ | |
| GN | Стандартный источник данных - Global navigation | |
| MTW | Стандартный идентификатор сообщения - Mean temperature of water | |
| 1 | Temperature | Температура воды, ˚C |
| 2 | C | C - Celsius |
| * | Разделитель контрольной суммы NMEA | |
| hh | Контрольная сумма NMEA | |
| <CR><LF> | Конец сообщения |
2.1.4. IC_D2H_NEW_PFIX_UPDATE
Обновление географического положения приемника и буев.
Формат сообщения: $PTNTC,x,x,x.x,x.x,x.x,x.x,x.x,x.x,x.x,x.x,x.x,x.x,x.x,x.x,x.x*hh<CR><LF>
| № | Поле/Параметр | Описание |
|---|---|---|
| $ | Начало сообщения ‘$’ | |
| P | Проприетарный код | |
| TNT | Система команд TNT | |
| C | Sentence identifier | |
| 1 | Own location - latitude | Географическая широта, ° |
| 2 | Own location - longitude | Геогрфчиеская долгота, ° |
| 3 | Own location - depth | Глубина, м |
| 4 | Radial error | Радиальная ошибка, м |
| 5 | Buoy #1 latitude | RedBase №1 геогрфическая широта, ° |
| 6 | Buoy #1 longitude | RedBase №1 геогрфическая долгота, ° |
| 7 | Buoy #2 latitude | RedBase №2 геогрфическая широта, ° |
| 8 | Buoy #2 longitude | RedBase №2 геогрфическая долгота, ° |
| 9 | Buoy #3 latitude | RedBase №3 геогрфическая широта, ° |
| 10 | Buoy #3 longitude | RedBase №3 геогрфическая долгота, ° |
| 11 | Buoy #4 latitude | RedBase №4 геогрфическая широта, ° |
| 12 | Buoy #4 longitude | RedBase №4 геогрфическая долгота, ° |
| 13 | Temperature | Температура воды, ˚C |
| * | Разделитель контрольной суммы NMEA | |
| hh | Контрольная сумма NMEA | |
| <CR><LF> | Конец сообщения |
2.1.5. IC_D2H_DPTTMP_VAL
Глубина и температура воды.
Формат сообщения: PTNTN,x.x,x.x*hh<CR><LF>
| № | Поле/Параметр | Описание |
|---|---|---|
| $ | Начало сообщения ‘$’ | |
| P | Проприетарный код | |
| TNT | Система команд TNT | |
| N | Идентификатор сообщения | |
| 1 | Depth | Глубина, м |
| 2 | Temperature | Температура воды, ˚C |
| * | Разделитель контрольной суммы NMEA | |
| hh | Контрольная сумма NMEA | |
| <CR><LF> | Конец сообщения |
2.1.6. IC_D2H_BUOY_STATUS
Состояние буев.
Формат сообщения: $PTNTM,x.x,x.x,x.x,x,x.x,x.x,x.x,x,x.x,x.x,x.x,x,x.x,x.x,x.x,x*hh<CR><LF>
| № | Поле/Параметр | Описание |
|---|---|---|
| $ | Начало сообщения ‘$’ | |
| P | Проприетарный код | |
| TNT | Система команд TNT | |
| M | Sentence identifier | |
| 1 | Buoy #1 latitude | RedBase №1 геогрфическая широта, ° |
| 2 | Buoy #1 longitude | RedBase №1 геогрфическая долгота, ° |
| 3 | Buoy #1 SNR | RedBase №1 MSR2, dB |
| 4 | Buoy #1 status | RedBase №1 Статус3 |
| 5 | Buoy #2 latitude | RedBase №2 геогрфическая широта, ° |
| 6 | Buoy #2 longitude | RedBase №2 геогрфическая долгота, ° |
| 7 | Buoy #2 SNR | RedBase №2 MSR2, dB |
| 8 | Buoy #2 status | RedBase №2 Статус3 |
| 9 | Buoy #3 latitude | RedBase №3 геогрфическая широта, ° |
| 10 | Buoy #3 longitude | RedBase №3 геогрфическая долгота, ° |
| 11 | Buoy #3 SNR | RedBase №3 MSR2, dB |
| 12 | Buoy #3 status | RedBase №3 Статус3 |
| 13 | Buoy #4 latitude | RedBase №4 геогрфическая широта, ° |
| 14 | Buoy #4 longitude | RedBase №4 геогрфическая долгота, ° |
| 15 | Buoy #4 SNR | RedBase №4 MSR2, dB |
| 16 | Buoy #4 status | RedBase №4 Статус3 |
| * | Разделитель контрольной суммы NMEA | |
| hh | Контрольная сумма NMEA | |
| <CR><LF> | Конец сообщения |
2 MSR (англ. Main lobe to side peak ratio) - характеристика качества приема сигнала. Хорошие условия приема при значении параметра >= 20 dB.
3 Описание возможных значений (см. 3.6.)
2.1.7. IC_D2H_PRETMP_VAL
Давление и температура.
Формат сообщения: $PTNTO,x.x,x.x*hh<CR><LF>
| № | Поле/Параметр | Описание |
|---|---|---|
| $ | Начало сообщения ‘$’ | |
| P | Проприетарный код | |
| TNT | Система команд TNT | |
| O | Идентификатор сообщения | |
| 1 | Pressure | Внешнее гидростатическое давление, mBar |
| 2 | Temperature | Температура воды, ˚C |
| * | Разделитель контрольной суммы NMEA | |
| hh | Контрольная сумма NMEA | |
| <CR><LF> | Конец сообщения |
2.1.8. IC_H2D_SET_VAL
Запрос на изменение локального параметра.
Формат сообщения: $PTNTP,x,x.x<CR><LF>
| № | Поле/Параметр | Описание |
|---|---|---|
| $ | Начало сообщения ‘$’ | |
| P | Проприетарный код | |
| TNT | Система команд TNT | |
| P | Идентификатор сообщения | |
| 1 | Value ID | Идентификатор параметра (см. 3.3.) |
| 2 | Value | Новое значение |
| * | Разделитель контрольной суммы NMEA | |
| hh | Контрольная сумма NMEA | |
| <CR><LF> | Конец сообщения |
2.2. Дополнительные сообщения
К этой группе сообщений отностятся запросы к устройству от управляющей системы и ответы устройства на них.
2.2.1. IC_D2H_ACK
Реакция устройства на запрос управляющей системы.
Формат сообщения: $PTNT0,x*hh<CR><LF>
| № | Поле/Параметр | Описание |
|---|---|---|
| $ | Начало сообщения ‘$’ | |
| P | Проприетарный код | |
| TNT | Система команд TNT | |
| 0 | Идентификатор сообщения | |
| 1 | errCode | Код ошибки (см. 3.2.) |
| * | Разделитель контрольной суммы NMEA | |
| hh | Контрольная сумма NMEA | |
| <CR><LF> | Конец сообщения |
2.2.2. IC_H2D_LOC_DATA_GET
Запрос локальных данных.
Формат сообщения: $PTNT4,xx,00*hh<CR><LF>
| № | Поле/Параметр | Описание |
|---|---|---|
| $ | Начало сообщения ‘$’ | |
| P | Проприетарный код | |
| TNT | Система команд TNT | |
| 4 | Идентификатор сообщения | |
| 1 | dataID | Идентификатор данных (см. 3.3.) |
| 2 | reserved | Заразервировано, ‘00’ |
| * | Разделитель контрольной суммы NMEA | |
| hh | Контрольная сумма NMEA | |
| <CR><LF> | Конец сообщения |
2.2.3. IC_D2H_LOC_DATA_VAL
Ответ устройства на запрос IC_H2D_LOC_DATA_GET и IC_H2D_SET_VAL: устройство передает запрошенные данные.
Формат сообщения: $PTNT5,x,x<CR><LF>
| № | Поле/Параметр | Описание |
|---|---|---|
| $ | Начало сообщения ‘$’ | |
| P | Проприетарный код | |
| TNT | Система команд TNT | |
| 5 | Идентификатор сообщения | |
| 1 | Requested data ID | Идентификатор данных (см. 3.3.) |
| 2 | Value | Запрошенное значение |
| * | Разделитель контрольной суммы NMEA | |
| hh | Контрольная сумма NMEA | |
| <CR><LF> | Конец сообщения |
2.2.4. IC_D2H_DEV_INFO_VAL
Ответ устройства на команду IC_D2H_LOC_DATA_GET, если идентификатор запрошенных данных = LOC_DATA_DEV_INFO.
Формат сообщения: $PTNT!,c--c,x,x,c--c,x,c--c<CR><LF>
| № | Поле/Параметр | Описание |
|---|---|---|
| $ | Начало сообщения ‘$’ | |
| P | Проприетарный код | |
| TNT | Система команд TNT | |
| ! | Идентификатор сообщения | |
| 1 | System moniker | Наименование системы |
| 2 | System version | Версия системы (BCD) |
| 3 | Communication subsystem moniker | Наименование подсистемы связи |
| 4 | Communication subsystem version | Версия подсистемы связи (BCD) |
| 5 | Device type | Тип устройства (см. 3.1.) |
| 6 | Serial number | Серийный номер устройства |
| * | Разделитель контрольной суммы NMEA | |
| hh | Контрольная сумма NMEA | |
| <CR><LF> | Конец сообщения |
2.2.5. IC_H2D_SNT_ENABLE
Управление выдачей сообщений.
Формат сообщения: $PTNTQ,b,b,b,b,b,b,b*hh<CR><LF>
| № | Поле/Параметр | Описание |
|---|---|---|
| $ | Начало сообщения ‘$’ | |
| P | Проприетарный код | |
| TNT | Система команд TNT | |
| Q | Идентификатор сообщения | |
| 1 | isMTW | выдача сообщений MTW (0 - выключена, 1 - включена) |
| 2 | isGGA | выдача сообщений GGA (0 - выключена, 1 - включена) |
| 3 | isRMC | выдача сообщений RMC (0 - выключена, 1 - включена) |
| 4 | isM | выдача сообщений TNTM (0 - выключена, 1 - включена) |
| 5 | isC | выдача сообщений TNTC (0 - выключена, 1 - включена) |
| 6 | isN | выдача сообщений TNTN (0 - выключена, 1 - включена) |
| 7 | isO | выдача сообщений TNTO (0 - выключена, 1 - включена) |
| * | Разделитель контрольной суммы NMEA | |
| hh | Контрольная сумма NMEA | |
| <CR><LF> | Конец сообщения |
2.2.6. IC_H2D_ACT_INVOKE
Запрос на выполнение сервисной операции.
Формат сообщения: $PTNT6,xx,00*hh<CR><LF>
| № | Поле/Параметр | Описание |
|---|---|---|
| $ | Начало сообщения ‘$’ | |
| P | Проприетарный код | |
| TNT | Система команд TNT | |
| 6 | Идентификатор сообщения | |
| 1 | Action ID | Идентификатор сервисной операции (см. 3.4.) |
| 2 | Reserved | Зарезервировано, ‘00’ |
| * | Разделитель контрольной суммы NMEA | |
| hh | Контрольная сумма NMEA | |
| <CR><LF> | Конец сообщения |
3. Таблицы идентификаторов
3.1. Типы устройств
| Значение | Наименование | Описание |
|---|---|---|
| ‘0’ | DEVICE_REDBASE | RedBase гидроакустический буй-ретранслятор |
| ‘1’ | DEVICE_REDNODE | RedNode навигационный приемник |
| ‘2’ | DEVICE_REDNAV | RedNav навигационный приемник водолаза |
| ‘3’ | DEVICE_REDGTR | RedGTR модем кодовой связи |
3.2. Коды ошибок
| Значение | Наименование | Описание |
|---|---|---|
| ‘0’ | NO_ERROR | Запрос принят, нет ошибок |
| ‘1’ | INVALID_SYNTAX | Ошибка синтаксиса |
| ‘2’ | UNSUPPORTED | Запрос не поддерживается |
| ‘3’ | TRANSMITTER_BUSY | Акустический передатчик занят |
| ‘4’ | ARGUMENT_OUT_OF_RANGE | Аргумент вне диапазона допустимых значений |
| ‘5’ | INVALID_OPERATION | Запрошеная операция не может быть выполнена на этом устройстве |
| ‘6’ | UNKNOWN_FIELD_ID | Неизвестное значение конфигурационного поля |
| ‘7’ | VALUE_UNAVAILIBLE | Запрошенное значение недоступно в данный момент |
| ‘8’ | RECEIVER_BUSY | Акустический приемник ожидает ответа удаленной системы |
3.3. Идентификаторы локальных данных
| Значение | Наименование | Описание | RO/RW4 |
|---|---|---|---|
| ‘0’ | DEVICE_INFO | Информация об устройстве, версии ПО и серийный номер | RO |
| ‘1’ | MAX_REMOTE_TIMEOUT | Максимальное время ожидания, мсек | RO |
| ‘2’ | MAX_SUBSCRIBERS | Not supported | RO |
| ‘3’ | DEPTH | Показания встроенного датчика глубины, м | RO |
| ‘4’ | TEMPERATURE | Показания встроенного датчика температуры, ˚C | RO |
| ‘5’ | BAT_CHARGE | Not supported | RO |
| ‘6’ | PRESSURE_RATING | Максимально допустимое гидростатическое давление, Бар | RO |
| ‘7’ | ZERO_PRESSURE | Давление на поверхности воды, мБар | RW |
| ‘8’ | WATER_DENSITY | Плотность воды, кг/м3 | RO |
| ‘9’ | SALINITY | Соленость воды, PSU | RW |
| ‘10’ | SOUND_SPEED | Скорость звука, м/с | RW |
| ‘11’ | GRAVITY_ACC | Ускорение свободного падения, м/с2 | RO |
| ‘12’ | YEAR | Год | RW |
| ‘13’ | MONTH | Месяц | RW |
| ‘14’ | DATE | День месяца | RW |
| ‘15’ | HOUR | Час | RO |
| ‘16’ | MINUTE | Минута | RO |
| ‘17’ | SECOND | Секунда | RO |
4 RO - Read-Only, параметр только для чтения; RW - параметр для чтения и записи.
3.4. Идентификаторы сервисных операций
| Значение | Наименование | Описание |
|---|---|---|
| ‘0’ | LOC_INVOKE_FLASH_WRITE | Сохранить настройки в энергонезависимую память |
| ‘1’ | LOC_INVOKE_CLEAR_WAYPOINTS | Не поддерживается |
| ‘2’ | LOC_INVOKE_CLEAR_TRACK | Не поддерживается |
| ‘3’ | LOC_INVOKE_CLEAR_NDTABLE | Не поддерживается |
| ‘4’ | LOC_INVOKE_DPT_ZERO_ADJUST | Установить текущие показания давления в качестве давления на поверхности воды |
3.5. Типы уточнений географического положения
| Значение | Наименование | Описание |
|---|---|---|
| ‘0’ | NO_FIX | Географическая позиция недоступна |
| ‘1’ | GNSS_FIX | Географическая позиция на основе GNSS |
3.6. Идентификаторы статусов буев
| Значение | Наименование | Описание |
|---|---|---|
| ‘0’ | BSTS_NO_DATA | Состояние неизвестно |
| ‘1’ | BSTS_TIMEOUT | Превышен интервал ожидания |
| ‘2’ | BSTS_DISCHARGED | Буй учавствует в навигации, но его батарея требует зарядки |
| ‘3’ | BSTS_OK | Буй учавствует в навигации |
| ‘4’ | BSTS_ALIVE | С буем есть связь, но данный о заряде его батареи еще не были получены |