Орчин үеийн аль ч зогсоолын зогсоолоор алхахад та чартплоттер нь хөдөлгүүрийн өгөгдлийг харуулж, автомат жолоодлого нь салхины мэдрэгчийг уншиж, батерейны банк нь цэнэгийн төлөвийг жолооны дэлгэц дээр мэдээлдэг завьнуудыг олох болно - энэ бүхэн нь их биеээр дамжин өнгөрдөг ганц кабель юм. Энэхүү интеграцийн ард байгаа технологи нь далайн электроникийн нийтлэг хэл болсон харилцаа холбооны протокол болох NMEA 2000® юм.
Энэхүү гарын авлагад NMEA 2000 протокол хэрхэн ажилладагийг тайлбарласан болно: түүний ажилладаг сүлжээ, ашигладаг мессежийн систем, төхөөрөмжүүд сүлжээнд хэрхэн холбогддог, литийн батерейны систем оролцоход юу шаардлагатайг. Та электроникийн засвар хийхээр төлөвлөж байгаа эсвэл OEM батерейны төслийн харилцаа холбооны шаардлагыг тодорхойлж байгаа эсэхээс үл хамааран протоколыг ойлгох нь бүх зүйл бусад бүх зүйлтэй харьцдаг систем рүү чиглэсэн эхний алхам юм.
NMEA 2000 гэж юу вэ?
NMEA 2000 нь далайн электрон төхөөрөмжүүд болох дэлгэц, мэдрэгч, хөдөлгүүр, батерейны системд нэг сүлжээгээр өгөгдөл хуваалцах боломжийг олгодог стандартчилагдсан холбооны протокол юм. Үндэсний Далайн Электроникийн Холбооноос боловсруулсан энэхүү протокол нь CAN bus (Controller Area Network) технологид суурилсан бөгөөд өөр өөр үйлдвэрлэгчдийн тоног төхөөрөмжид төхөөрөмж бүрийн хооронд өөрчлөн тохируулсан утасгүйгээр мэдээлэл солилцох боломжийг олгодог.
NMEA 2000® нь далайн электроникийн стандартыг боловсруулж, хадгалдаг АНУ-д төвтэй Үндэсний Далайн Электроникийн Холбоо (NMEA)-ийн бүртгэлтэй худалдааны тэмдэг юм. Энэхүү протокол нь хямд өртөгтэй, хоёр чиглэлтэй, олон дамжуулагчтай, олон хүлээн авагчтай сүлжээг тодорхойлдог: аливаа баталгаажсан төхөөрөмж өгөгдөл илгээж, хүлээн авах боломжтой, сүлжээ өөрөө тохируулагддаг бөгөөд бүх зүйл хамааралтай төв хянагч байхгүй.
Сүүлийн санаа нь сонсогдож байгаагаасаа илүү чухал юм. NMEA 2000 сүлжээнд нэг төхөөрөмж ажиллахаа больсон тохиолдолд бусад нь холбогдсоор байдаг. Үүнийг хуучин цэгээс цэгт холбогдсон утастай харьцуулж үзье, тухайлбал нэг төхөөрөмж нь өгөгдлийн гинжин хэлхээний голд байрладаг байсан бөгөөд уг төхөөрөмж ажиллахаа больсон үед өгөгдөлдөө тулгуурлан бүх төхөөрөмж ажиллахаа больдог байв.
Практикт завь эзэмшигчид болон барилгачид NMEA 2000-г ашиглан навигацийн өгөгдөл, хөдөлгүүрийн параметрүүд, савны түвшин, хүрээлэн буй орчны мэдрэгч болон улам бүр нэмэгдэж буй батерейны өгөгдлийг нэг нийтлэг нуруун дээр байрлуулдаг бөгөөд үүнийг хөлөг онгоцон дээрх ямар ч нийцтэй дэлгэцээс харж болно.
NMEA 2000 ба NMEA 0183: Юу өөрчлөгдсөн бэ
NMEA 2000-аас өмнө далайн электроникийн салбарт 1980-аад оны эхээр нэвтрүүлсэн цуврал протокол болох NMEA 0183-ийн талаар ярилцаж байсан. NMEA 0183 нь олон хөлөг онгоцон дээр одоо ч байдаг бөгөөд ялгааг нь ойлгосноор энэ салбар яагаад урагшилсныг тайлбарлаж байна.
NMEA 0183 нь цэгээс цэгт цуваа протокол юм. Нэг төхөөрөмж болох "яригч" нь ASCII текст өгүүлбэрүүдийг 4800 бод хурдтайгаар (өндөр хурдтай 38400 бод хувилбарыг хожим нь, голчлон AIS хөлөг онгоцны хяналтын өгөгдөлд зориулж нэмсэн) нэг буюу хэд хэдэн "сонсогч" руу дамжуулдаг. Сонсогч зөвхөн ганц яригчаас л хүлээн авч чаддаг тул олон хэрэгслийг холбох нь мультиплексор, буфер, холболтын диаграмм гэсэн үг бөгөөд энэ нь нэмэгдсэн төхөөрөмж бүрт улам төвөгтэй болдог байв.
NMEA 2000 нь уг загварыг жинхэнэ сүлжээгээр сольсон:
| Онцлог | NMEA 0183 | NMEA 2000 |
|---|---|---|
| Архитектур | Цэгээс цэгт, ганцаараа ярьдаг хүн → сонсогчид | Олон уналтын сүлжээ, бүх төхөөрөмжүүд ярьж, сонсдог |
| Физик давхарга | Цуваа (RS-422/RS-232 маягийн дохиолол) | CAN автобус, дифференциал эрчилсэн хос |
| Хурд | 4,800 бод (38,400 өндөр хурдны хувилбар) | 250 кбит/с |
| Өгөгдлийн формат | ASCII текст өгүүлбэрүүд (хамгийн ихдээ 82 тэмдэгт) | Компакт хоёртын хүрээнүүд |
| Олон улсын стандарт | IEC 61162-1 | IEC 61162-3 |
| Төхөөрөмж нэмж байна | Шинэ утас холболт, боломжтой мультиплексор | Кабелийг нуруунд нь унага |
| Бүтэлгүйтлийн зан байдал | Яригчийн бүтэлгүйтэл гинжийг тасалдаг | Сүлжээ нь эвдэрсэн зангилаагүйгээр үргэлжилнэ |
Энэ хоёр стандарт нь хоорондоо нийцэхгүй байна. NMEA 0183 багаж нь NMEA 2000 сүлжээнд шууд холбогдож чадахгүй; холимог суурилуулалт нь хоёулангийнх нь хооронд хөрвүүлдэг гарц төхөөрөмж шаарддаг. Шинээр угсрах болон засварлахын тулд NMEA 2000 нь анхдагч сонголт бөгөөд ийм учраас далайн хэрэглээнд зориулагдсан батерейны системүүд үүнийг ашиглах шаардлагатай болж байна.
Протокол хэрхэн ажилладаг вэ: CAN автобус болон PGN-үүд
NMEA 2000 нь автомашин болон үйлдвэрлэлийн системд хэдэн арван жилийн турш батлагдсан ижил автобусны технологи болох 250 кбит/с хурдтай ажилладаг Хяналтын бүсийн сүлжээ (CAN) дээр суурилагдсан. NMEA 2000 нь түүхий CAN-аас гадна SAE J1939 (ачааны машин болон хүнд даацын тээврийн хэрэгсэлд ашигладаг холбооны протоколын гэр бүл)-ээс ихээхэн нөлөөлөгдсөн стандартчилагдсан хэрэглээний давхаргыг нэмж оруулсан: утсан дээрх байтууд үнэндээ юу гэсэн үг болохыг төхөөрөмж бүрт хэлдэг хуваалцсан үгсийн сан.
Тэр үгсийн сан нь дараах байдлаар зохион байгуулагдсан байдагПараметрийн бүлгийн дугаарууд (PGN)PGN бүр нь тодорхойлсон мессежийн төрөл юм: нэг PGN нь GPS байрлалыг, нөгөө нь хөдөлгүүрийн эргэлтийн хурдыг, нөгөө нь усны гүнийг агуулдаг. Мессежүүд нь 29 битийн танигч болон 8 байт өгөгдлийн талбарыг ашиглан CAN фрэйм хэлбэрээр дамждаг; том мессежүүдийг олон фрэймд хувааж, хүлээн авагч дахин угсардаг. Баталгаажсан төхөөрөмж бүр PGN-үүдийг ижил аргаар тайлбарладаг тул Garmin дэлгэц нь Yamaha хөдөлгүүрийн гарц болон гуравдагч талын савны мэдрэгчээс өгөгдлийг эдгээр үйлдвэрлэгчдийн аль нь ч хоорондоо зохицуулалтгүйгээр уншиж чаддаг.
Батерейны системийн хувьд PGN-ийн тодорхой бүлэг дараах ажлыг гүйцэтгэдэг.
- PGN 127508 – Батерейны төлөв: батерейны жишээний хүчдэл, гүйдэл ба температур
- PGN 127506 – DC-ийн дэлгэрэнгүй төлөв: төлбөрийн байдал, эрүүл мэндийн байдал, үлдсэн хугацаа
- PGN 127513 – Батерейны тохиргооны төлөв: нэрлэсэн хүчдэл, химийн найрлага, багтаамжийн мэдээлэл
Дохиолол болон анхааруулах нөхцөлүүд нь сүлжээний стандартчилагдсан сэрэмжлүүлгийн мессежээр (PGN 126983) тусдаа дамждаг бөгөөд ингэснээр батерейны эвдрэл нь хайрцаг доторх чимээгүй тугны оронд удирдлага дээр харагдахуйц, сонсогдохуйц анхааруулга болдог.
Батерейны удирдлагын систем (BMS) эсвэл батерейны гарц нь эдгээр PGN-үүдийг сүлжээнд дамжуулах үед эдгээр PGN-үүдийг дэмждэг самбар дээрх аливаа дэлгэц нь тусдаа батерейны хяналтын дэлгэц нэмэхгүйгээр багцын хүчдэл, гүйдлийн хэрэглээ болон цэнэгийн төлөвийг харуулж чадна. Батерей бүрт жишээний дугаар оноогддог бөгөөд энэ нь сүлжээ нь гэрийн батерейг эхлэлийн батерейгаас ялгаж, тусад нь харуулдаг.
Энэхүү PGN давхарга нь литийн батерейны электроник болон далайн электроникийн уулздаг яг цэг бөгөөд интеграцийн төслүүд амжилттай болох эсвэл зогсонги байдалд ордог. Бүх зүйлийг хэмждэг боловч юу ч дамжуулдаггүй BMS нь нарийн өгөгдлийг хэн ч харж чадахгүй газар байрлуулдаг; батерейны PGN-ийг хэрэгжүүлдэг BMS нь уг өгөгдлийг хөлөг онгоцны нэг хэсэг болгодог.
NMEA 2000 Сүлжээний Архитектур
Физикийн хувьд NMEA 2000 сүлжээ нь энгийн бөгөөд хатуу топологийг дагадаг бөгөөд хатуулаг нь сүлжээг урьдчилан таамаглах боломжтой болгодог тул онцлог шинж чанар юм.
[АНХНЫ ДИАГРАММ ЭНД — сүлжээний топологи нь нурууны сүлжээ, терминалууд, уналтын кабель болон MFD, хөдөлгүүрийн гарц, мэдрэгч, BMS бүхий литийн батерейны банк зэрэг төхөөрөмжүүдийг харуулж байна. Alt text: "Уналтын кабелиар холбогдсон батерейны системтэй NMEA 2000 сүлжээний диаграмм"]
Сүлжээ нь дөрвөн элементээс бүрдэнэ:
Нуруу нугаснь хөлөг онгоцоор дамжин өнгөрдөг гол их биеийн кабель юм. Төхөөрөмж бүр үүнтэй холбогддог; ямар ч төхөөрөмж өөр төхөөрөмжтэй шууд холбогддоггүй.
Төгсгөлийн резисторууднурууны хоёр үзүүрийг таглана. CAN автобусны дохиолол нь дохионы ойлтоос урьдчилан сэргийлэхийн тулд их биеийн хоёр үзүүрт төгсгөлийг шаарддаг - алга болсон эсвэл давхардсан терминатор нь сүлжээний буруу ажиллах нийтлэг шалтгаан болдог.
Унадаг кабельТөхөөрөмж бүрийг Т-холбогчоор дамжуулан гол сүлжээнд холбоно. Стандарт нь гол сүлжээ болон тус бүрийн уналтын хамгийн их уртыг тодорхойлдог бөгөөд энэ нь сүлжээ өсөхийн хэрээр дохионы хугацааг тодорхойлолтын хүрээнд байлгадаг.
Сүлжээний хүчнурууны сүлжээгээр дамжуулан нийлүүлэгддэг. NMEA 2000 кабель нь холбогдсон төхөөрөмжүүдийн сүлжээний интерфэйсүүдэд зориулсан өөрийн тэжээлийн тэжээлийг хөлөг онгоцны үндсэн тогтмол гүйдлийн ачааллаас тусад нь авч явдаг.
Төхөөрөмжүүд нь хамгаалалттай эрчилсэн хос кабель дээр стандартчилагдсан 5 зүү холбогч (ихэвчлэн Micro-C) ашигладаг бөгөөд дуу чимээний дархлааг хангахын тулд дифференциал дохиоллыг ашигладаг бөгөөд энэ нь генератор, инвертер, радио дамжуулагчаар дүүрэн орчинд чухал давуу тал юм.
Батерей суурилуулахын тулд энэхүү архитектур нь эрт төлөвлөхөд үнэтэй нэг практик ач холбогдолтой: батерейны банкны холбооны интерфэйс нь гол сүлжээнд хүрэх кабелийн зам шаарддаг бөгөөд олон батерейны банктай сүлжээнүүд нь банк бүрийг дэлгэц дээр тусдаа эх үүсвэр болгон харуулахын тулд инстанцийн дугаараа тохируулах шаардлагатай байдаг.
NMEA 2000 сүлжээнд ямар төхөөрөмжүүд холбогддог вэ
Далайн электроникийн бараг бүх ангилал одоо NMEA 2000 холболттойгоор нийлүүлэгдэж байна:
Олон үйлдэлт дэлгэц (Олон үйлдэлт дэлгэц)сүлжээний өгөгдлийн хэрэглэгчид юм — далайн электроникийн томоохон брэндүүдийн чартплоттер болон багажны дэлгэц нь PGN-үүдийг уншиж, операторт үзүүлдэг. Ихэнх хөлөг онгоцон дээр MFD нь батерейны өгөгдлийг эцсийн эцэст хардаг газар юм.
Хөдөлгүүрийн гарцуудХөдөлгүүрийн өгөгдлийг сүлжээнд хөрвүүлж, эргэлтийн хурд, түлшний урсгал болон хөдөлгүүрийн дохиоллыг бусад бүх зүйлтэй адил дэлгэц дээр байрлуулна.
Мэдрэгч— гүн, салхи, GPS, температур, савны түвшин, түлшний урсгал — нь сүлжээний өгөгдөл үйлдвэрлэгчид бөгөөд тус бүр өөрийн PGN багцыг дамжуулдаг.
Автопилот болон радиохоёулаа навигацийн өгөгдлийг ашигладаг бөгөөд DSC (Дижитал Сонголтын Дуудлага)-тай VHF радиогийн хувьд ослын дуудлагын хувьд сүлжээний GPS өгөгдлийг ашигладаг.
Батерей болон цахилгаан төхөөрөмжүүдхамгийн хурдацтай хөгжиж буй ангилал юм. Батерейны монитор, шунт, тогтмол гүйдлийн эрчим хүчний тоолуур, холбооны чадвартай BMS электроник бүхий литийн батерейны системүүд нь дээр дурдсан батерейны PGN бүлгийг дамжуулж, жолооны дэлгэцийг тэжээлийн удирдлагын дэлгэц болгон хувиргадаг. Далайн дэлгэцүүд литийн батерейны өгөгдлийг хэрхэн уншиж, тайлбарладаг нь хангалттай гүнзгий сэдэв тул бид үүнийг тусдаа гарын авлагад авч үзэх болно.Далайн электроникууд литийн батерейны өгөгдлийг хэрхэн уншдаг вэ →
Хэрэв та завинд зориулсан литийн батерейг үнэлж байгаа бол холболтын чадвар нь хүчин чадал болон цэнэг алдалтын зэрэглэлийн хамт шалгах жагсаалтад багтана - манай далайн литийн батерей сонгох гарын авлагад үүнийг бусад үзүүлэлттэй хэрхэн харьцуулахыг харуулсан болно.Далайн литийн батерей сонгох гарын авлага →
Гэрчилгээ ба нийцэл
NMEA 2000-ийн олон худалдан авагчдыг гайхшруулдаг нэг тал нь: энэ нь нээлттэй, гэхдээ ашиглах боломжтой протокол биш юм. NMEA 2000 нь лицензтэй стандарт бөгөөд NMEA 2000 өгөгдлийг уншдаг эсвэл дамжуулдаг бүх бүтээгдэхүүн нь NMEA 2000 лицензийн гэрээний дагуу гэрчилгээжсэн байх шаардлагатай (эх сурвалж:NMEA). Баталгаажуулалтын туршилтыг үйлдвэрлэгч NMEA-ийн баталгаажуулалтын хэрэгслийг ашиглан эсвэл гуравдагч этгээд гүйцэтгэж болох бөгөөд стандартын лицензийн төлбөрийг салбар бүрээр шаталсан байдаг.
Гэрчилгээ нь практик шалтгааны улмаас оршин байдаг: энэ нь "ямар ч төхөөрөмж, ямар ч брэнд"-ийн харилцан ажиллах чадварын амлалтыг бодит болгодог зүйл юм. Гэрчилгээжсэн төхөөрөмж нь заавал биелүүлэх мессежийг зөв дамжуулдаг, сүлжээний удирдлагын хүсэлтэд зөв хариу өгдөг, бусад хүмүүсийн хувьд сүлжээний ажиллагааг тасалдуулдаггүй болохыг харуулсан.
OEM үйлдвэрлэгчид болон системийн интеграторуудын хувьд энэ нь төлөвлөлтийн үр дагавартай байдаг. Харилцаа холбооны чадвартай батерейны системийг завь болгон зохион бүтээхэд гэрчилгээ нь бүтээгдэхүүний замд тодорхой алхам бөгөөд техник хангамж болон програм хангамжийн туршилтын шаардлагуудыг баримтжуулсан байдаг бөгөөд дараа нь бодож үзэхээс илүүтэй юм. Хэн юуг, ямар түвшинд эцсийн бүтээгдэхүүнийг баталгаажуулдаг вэ гэдэг нь төслийн эхэн үед шийдэх ёстой асуулт юм. Бид OEM интеграцийн гарын авлагадаа OEM багууд харилцаа холбооны интеграцчилал болон гэрчилгээжүүлэх замыг хэрхэн зохицуулдаг талаар авч үзсэн болно.OEM үйлдвэрлэгчид NMEA 2000 харилцаа холбоог хэрхэн нэгтгэдэг вэ →
NMEA 2000 болон Литиум батерейны системүүд
Лити төмрийн фосфат (LiFePO4) батерей нь далайн цахилгаан системийн хийж чадах зүйлийг өөрчилсөн - ашиглах боломжтой хүчин чадал өндөр, цэнэглэлт хурдан, мөн тэдгээрийн авч явдаг батерейны удирдлагын электроникийн тусламжтайгаар хөлөг онгоцон дээрх илүү их өгөгдөл. Гэхдээ энэ өгөгдөл нь операторт хүрэх үед л үнэ цэнийг бий болгодог бөгөөд сүлжээнд холбогдсон электрониктой хөлөг онгоцон дээр оператор руу хүрэх хамгийн шууд зам бол NMEA 2000 сүлжээ юм.
Литиум батерейны систем нь сүлжээнд BMS-ээрээ дамжуулан эсвэл BMS өгөгдлийг стандарт батерейны PGN болгон хөрвүүлдэг холбооны гарцаар дамжуулан оролцдог. Сүлжээнд холбогдсоны дараа цэнэгийн төлөв нь график плоттер дээр гарч ирдэг бөгөөд бага хүчдэлийн нөхцөл байдал нь батерейны тасалгаанд чимээгүй биш харин удирдлага дээр дохиолол үүсгэдэг бөгөөд олон батерейны банкуудыг тэдгээрийн инстанцийн дугаараар зэрэгцүүлэн хянаж болно.
Захиалгат болон OEM батерейны төслүүдийн хувьд харилцаа холбооны шаардлага нь цахилгааны шаардлагатай адил хатуу чанд байх ёстой. Интеграцийн амжилтыг тодорхойлдог асуултууд нь тодорхой байдаг: Систем ямар PGN-үүдийг дамжуулах ёстой вэ? Хөлөг онгоц хэдэн батерейны тохиолдол ажиллуулах вэ? Төсөл нь уугуул сүлжээний холболт эсвэл гарцын архитектур шаарддаг уу? Баталгаажуулалтыг батерейны түвшинд эсвэл хөлөг онгоцны системийн түвшинд зохицуулдаг уу?
DALY-ийн инженерийн баг нь далайн батерейны төслүүдэд зориулсан NMEA 2000 харилцаа холбооны интеграцийг дэмждэг бөгөөд төслийн шаардлагад нийцүүлэн протоколын тохируулга хийх боломжтой. Хэрэв та захиалгат литийн батерейны төсөл төлөвлөж байгаа бол хөлөг онгоцны төрөл, батерейны тохиргоо, мөн RFQ (үнийн санал хүсэлт) үе шатанд дэлгэцэн дээрээ харуулах шаардлагатай өгөгдлийг хуваалцаарай - манай инженерийн баг харилцаа холбооны схемийн зөвлөмж, үнийн саналаар хариу өгөх болно. PGN багц, жишээний тохиргоо, гэрчилгээжүүлэх замыг эрт тодорхойлох нь байрандаа орох интеграц болон далайн туршилтын үеэр дахин зохион байгуулагдах интеграцийн хоорондох ялгаа юм.
Байнга асуудаг асуултууд
Q1NMEA 2000 протокол юун дээр үндэслэсэн бэ?
NMEA 2000 нь CAN (Хяналтын бүсийн сүлжээ) автобусны технологи дээр суурилсан бөгөөд SAE J1939-ийн нөлөөгөөр стандартчилагдсан далайн хэрэглээний давхаргатай. CAN суурь нь физик сүлжээ болон алдааг зохицуулах боломжийг олгодог; NMEA 2000 давхарга нь мессежүүдийн утгыг тодорхойлдог.
Q2NMEA 2000 нь CAN bus-тай адилхан уу?
Үгүй. CAN bus нь үндсэн сүлжээний технологи юм; NMEA 2000 нь үүн дээр суурилсан бүрэн протоколын стандарт юм. Хоёр төхөөрөмж хоёулаа CAN ашиглаж болох ч бие биенээ ойлгохгүй байж болно - NMEA 2000-ийн PGN мессежийн тодорхойлолтууд нь далайн төхөөрөмжүүдийн хоорондын харилцан ажиллах чадварыг бий болгодог зүйл юм.
Q3NMEA 2000 ямар хурдтай ажилладаг вэ?
NMEA 2000 нь 250 кбит/с хурдтай ажилладаг бөгөөд энэ нь стандарт 4,800 бодтой NMEA 0183-аас ойролцоогоор тавин дахин хурдан бөгөөд нэг гол нуруун дээр суурилсан ердийн хөлөг онгоцны навигаци, хөдөлгүүр болон батерейны өгөгдлийг дамжуулахад хангалттай хурдан юм.
Q4Литиум батерей нь NMEA 2000 сүлжээнд холбогдож болох уу?
Тийм. Литиум батерейны систем нь BMS эсвэл гарцаар дамжуулан сүлжээнд холбогддог бөгөөд энэ нь стандарт батерейны PGN-үүдийг дамжуулдаг - 127508 (Батерейны төлөв), 127506 (DC дэлгэрэнгүй төлөв), болон 127513 (Батерейны тохиргооны төлөв) - бөгөөд нийцтэй дэлгэцүүд нь хүчдэл, гүйдэл болон цэнэгийн төлөвийг харуулах боломжийг олгодог. Хэрэгжүүлэх арга (уугуул интерфэйс эсвэл гарц)-ийг төсөл тус бүрээр тодорхойлдог.
- И-мэйл:dalybms@dalyelec.com
Smart BMS бүтээгдэхүүний хуудас:https://www.dalybms.com/smart-bms/
Нийтэлсэн цаг: 2026 оны 7-р сарын 25
