Eine Kurzanleitung zu NMEA von Upffront.com
von Calanach Finlayson 14. Juli 04:00 PDT
Eine Kurzanleitung zu NMEA © upffront.com
Jeder, der sich auch nur mit der Schiffselektronik beschäftigt hat, ist auf den Begriff NMEA gestoßen, der umgangssprachlich oft als „Nema“ ausgedrückt wird.
Dies ist die Abkürzung für die National Marine Electronics Association, eine gemeinnützige Organisation mit Sitz in den USA, die Kommunikationsprotokolle und Standards für Schiffselektronik verwaltet und die Kompatibilität zwischen Herstellern fördert. Ziel dieses Artikels ist es, einen kurzen Überblick über das NMEA 2000-Protokoll und die Grundfunktionen eines NMEA 2000-Netzwerks zu geben.
Was ist NMEA?
Derzeit gibt es drei verschiedene Schnittstellenstandards, die NMEA besitzt und von NMEA verwaltet wird: NMEA 0183, NMEA 2000 und NMEA OneNet. Das heute mit Abstand am weitesten verbreitete Protokoll ist das NMEA 2000-Protokoll, das seinen Vorgänger 0183 ablöste und einfachere Konnektivität und höhere Datenraten bietet.
N2K
NMEA 2000 (oft als N2K bezeichnet) basiert auf dem Controller Area Network (CAN)-System, das aus der Automobilindustrie stammt. Dieses Netzwerk besteht aus einem einzigen Kabel, an das mehrere Geräte angeschlossen werden können. Während Ethernet-basierte Systeme wie OneNet eine weitaus größere Bandbreite bieten, ist N2K immer noch das robusteste und zuverlässigste System für die Übertragung sicherheitskritischer Navigationsdaten in Echtzeit. Darüber hinaus gibt es einen Zertifizierungsprozess für NMEA 2000-Geräte, was bedeutet, dass jedes Produkt, das das Logo trägt, als NMEA 2000-kompatibel zertifiziert wurde.
Terminologie
Zusätzlich zu den bereits erwähnten Begriffen wie N2K, „NEMA“ und CAN sind hier einige der am häufigsten verwendeten Ausdrücke im Zusammenhang mit NMEA 2000:
- Backbone: Damit ist das einzelne Hauptkabel gemeint, das durch das Boot verläuft und an dem Geräte über T-Stücke angeschlossen sind. Abhängig vom Kabeltyp kann N2K eine maximale Systemlänge von 100–250 m unterstützen.
- Drop-Kabel: Die kürzeren Kabellängen, die jedes Gerät über einen T-Stecker mit dem Backbone verbinden. Drop-Kabel dürfen maximal 6 m lang sein, sollten aber so kurz wie möglich gehalten werden. Die kombinierte Länge des Stichkabels sollte 78 m nicht überschreiten.
Vorteile von NMEA 2000
- Einfach und kostengünstig: Alle Geräte können über einen einzigen Backbone miteinander kommunizieren, der auch über eine integrierte Stromversorgung verfügt, wodurch Installationskosten und Komplexität minimiert werden.
- Größere Netzwerke: NMEA 2000-Netzwerke unterstützen bis zu 50 Geräte auf einem einzigen Backbone.
- Schneller: Die NMEA 2000-Übertragungsrate beträgt 250 KBit/s im Vergleich zu maximal 38,4 KBit/s eines Hochgeschwindigkeits-NMEA 0183-Systems.
- Zuverlässig und robust: Das CAN-basierte System ist weniger anfällig für Rauschen und Störungen als ein serielles Protokoll wie NMEA 0183 und ermöglicht das Entfernen oder Hinzufügen von Geräten ohne Neustart des Netzwerks.
- Kompatibilität: Als am weitesten verbreitetes Protokoll ermöglicht NMEA 2000 die Kommunikation von Geräten verschiedener Hersteller im selben Netzwerk. Darüber hinaus können NMEA 0183-Geräte über kostengünstige Gateways integriert werden.
NMEA 2000-Netzwerklayout
Den Kern eines jeden NMEA 2000-Netzwerks bilden die folgenden Komponenten:
- Backbone-Kabel
- Stromeinspeisepunkt
- Mindestens zwei NMEA 2000-zertifizierte Geräte plus Anschlüsse
- 2 Terminatoren. Diese sind wichtig!
Weitere Geräte können überall entlang des Backbones einfach durch Hinzufügen zusätzlicher T-Stecker in das Netzwerk integriert werden. Für Diagnosezwecke kann es sich auch lohnen, ungenutzte T-Verbinder an den Enden des Backbones anzubringen.
Das folgende Bild zeigt ein komplexeres NMEA 2000-Netzwerk aus dem Navico System Builder:
Zusammenfassen
Die National Marine Electronics Association besitzt und verwaltet die standardisierten NMEA-Protokolle, die die Kompatibilität von Schiffselektronikgeräten verschiedener Hersteller fördern.
NMEA 2000 ist der größere, bessere, schnellere und stärkere Cousin von NMEA 0183. Während Ethernet-basierte Systeme eine größere Bandbreite für zunehmend datenintensive Netzwerkanforderungen bieten, bleibt NMEA 2000 die erste Wahl für kritische Navigationsdaten.
Das NMEA 2000-Protokoll wird von den meisten Herstellern von Schiffselektronik verwendet, was eine einfache Integration zwischen Geräten ermöglicht und außerdem abwärtskompatibel mit NMEA 0183 ist.
Ein NMEA 2000-Netzwerk ist einfach, zuverlässig und äußerst flexibel.
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