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第7章 航海機器・無線機器
7.3 無線機器インターフェイス

7.3.1 IEC 61162 NMEA 0183規格
米国の航海機器メーカの団体であるNMEA(NATIONAL MARINE ELECTRONIC ASSOCIATION:
米国海洋電子機器協会)が航海機器とオートパイロットのインターフェイスをするため
作成されたソフトウェアの仕様である。異なるメーカの機器間において、データをやり
とりする適当な国際規格がないため、多くのメーカがこの規格によるインターフェイス
を採用するようになり、今ではオートパイロットに限らず各種機器間で使用されるよう
になった。
NMEA 0183の最新バージョンはV4.1である。
表7.3.1 データ伝送仕様
項  目 仕  様
方式 非同期シリアルデータ
データスピード 4800 BPS
データビット ASCII 8 Bits
パリティー なし
スタートビット 1 Bit
ストップビット 1 Bit以上
表7.3.2 センテンスのフォーマット
センテンスは下記のフォーマットによる。
$□□○○○,・・……・……, <CR>, <LF>
ASCIIデータ 内    容
センテンス(文字列)の始まりを示す。
□□ トーカ(TALKER、装置名)の識別記号(詳細:付表1)
○○○ センテンス内容識別記号     (詳細:付表2)
・・・・・・・・・ センテンス内容識別によるデータ
<CR>,<LF> センテンスの終わりを示す。
下記にセンテンスの例を示す。
$GPGLL,3537.49,N,13944.89,E, <CR>, <LF>
上記はGPSより北緯35度37.49分、東経139度44.89分のデータを送った時の文字列を示す。
付表1 トーカ識別記号 付表2 センテンス識別記号
識別番号   トーカ(装置名) 識別番号   センテンス内容 識別番号   センテンス内容
  AG   オートパイロット(一般)   AAM   Waypoint arrival alarm   MSK   MSK receiver interface
  AP   オートパイロット(磁気)   ACK   Acknowledgment alarm   MSS   MSK receiver signal status
  AI   AIS   ALM   GPS alarm data   MTW   Water temperature
  CD   通信装置(DSC)   ALR   Set alarm state   MWD   Wind direction and speed
  CR   通信装置(データ受信機)   APB   Heading/track controller(Autopilot) sentence B   MWV   Wind speed and angle
  CS   通信装置(衛星)   BEC   Bearing and distance to waypoint, dead reckoning   OSD   Own ship data
  CT   通信装置(MF/HF)   BOD   Bearing, origin to destination   RMA   Recommended minimum specific LORAN-C data
  CV   通信装置(VHF)   BWC   Bearing and distance to waypoint   RMB   Recommended minimum navigation infomation
  CX   通信装置(走査受信機)   BWR   Bearing and distance to waypoint, rhumb line   RMC   Recommended minimum specific GNSS data
  DE   DECCA   BWW   Bearing,waypoint to waypoint   ROT   Rate of turn
  DF   方探   DBT   Depth below transducer   RPM   Revolutions
  EC   電子海図装置(ECS)   DCN   DECCA position   RSA   Rudder sensor angle
  EI   ECDIS   DPT   Depth   RSD   Radar system data
  EP   EPIRB   DSC   Digital selective calling infomation   RTE   Routes
  ER   エンジンモニタ   DSE   Expanded digital selective calling   SFI   Scanning frequency infomation
  GP   GPS   DSI   DSC transponder initialise   STN   Multiple data ID
  GL   GLONASS受信機   DSR   DSC transponder response   TLB   Target label
  GN   GNSS   DTM   Datum referrence   TLL   Target latitude and longitude
  HC   マグネットコンパス   FSI   Frequency set infomation   TTM   Tracked target message
  HE   ジャイロ(North seeking)   GBS   GNSS Satellite fault detection   TXT   Text transmission
  HN   ジャイロ(Non-north seeking)   GGA   Global positioning system fix data   VBW   Dual ground/water speed
  II   複合装置   GLC   Geographic position, LORAN-C   VDR   Set and drift
  IN   複合航法装置   GLL   Geographic position, latitude/longitude   VHW   Water speed and heading
  LC   ロランC   GNS   GNSS fix data   VLW   Distance traveled through the water
  RA   レーダー   GRS   GNSS range residuals   VPW   Speed,measured parallel to wind
  SD   測深器   GSA   GNSS DOP and active satelites   VTG   Course over ground and ground speed
  SN   電子測位装置(一般)   GST   GNSS pseudorange error statistics   WCV   Waypoint closure velocity
  SS   スキャニングソナー   GSV   GNSS satellites in view   WNC   Distance, waypoint to waypoint
  TI   ターンレート表示器   HDG   Heading, deviation and variation   WPL   waypoint location
  VD   ドップラーログ   HDT   Heading, true   XDR   Transducer measurements
  VM   スピードログ(対水)   HMR   Heading monitor-receive   XTE   Cross-track error, messured
  VW   機械式ログ(対水)   HMS   Heading monitor-set   XTR   Cross-track error, dead rockoning
  VR   航海記録器   HSC   Heading steering command   ZDA   Time and data
  YX   振動子   HTC   Heading/track control command   ZDL   Time and distance to variable point
  ZA   原子時計   HTD   Heading/track control data   ZFO   UTC and time from origin waypoint
  ZC   クロノメーター   LCD   LORAN-C signal data   ZTG   UTC and time to destination waypoint
  ZQ   水晶時計   MLA   Glonasa almanac data      
  ZV   無線修正時計
  WI   気象計器

7.3.2 接続ケーブルとコネクタの国際標準
トーカとリスナを接続するときに用いる標準的なケーブルは、パソコンと周辺機器を接続
するためのシリアル・インターフェースケーブルと同じで、主にRS-232C、RS-422、RS-485
の3種類の規格に準拠したものが用いられる。これらの規格は各機器のポート(接続部)の
内容を定めたもので、コネクタの規格ではない。
(1) RS-232C
図7.3.1 D-sub25ピン(オス)のピン配列
表7.3.3 RS-232C(EIA-232)のピンの割り当て
ピン番号 記号 方向 意味
1 FG G 保安用のグラウンド
2 TxD O 送信データ
3 RxD I 受信データ
4 RTS O 送信要求
5 CTS I 送信可能
6 DSR I データ・セット・レディ
7 GND G 信号グラウンド
8 DCD I キャリア検出
15 STCE I 送信信号エレメントタイミング
17 SCR I 受信信号エレメントタイミング
20 DTR O データ端末レディ
22 RI I 被呼表示
24 DCTE O 送信信号エレメントタイミング
表7.3.4 RS-232Cの特徴
接続可能台数 トーカ1 リスナ1
最長距離 19.2Kbpsで15m
代表的な通信速度 15mで19.2Kbps
信号化 不平衡
論理値1 -5V 最小 -15V 最大
論理値0 5V 最小 15V 最大
入力レベル最小感度 ±3V
出力電流 500mA
図7.3.2 D-sub9ピン(オス)のピン配列
表7.3.5 EIA-574のピン割り当て
ピン番号 記号 方向 意味
1 DCD I キャリア検出
2 RxD I 受信データ
3 TxD O 送信データ
4 DTR - データ端末レディ
5 GND G 信号グラウンド
6 DSR I データ・セット・レディ
7 RTS O 送信要求
8 CTS I 送信可能
9 RI - 被呼表示
(2) RS-422
RS-232Cに比べて高速で遠くまでデータ通信が可能である。主な特徴を表7.3.6にまとめる。
表7.3.6 RS-422の特徴
接続可能台数 トーカ1 リスナ10
最長距離 100Kbpsで1200m
代表的な通信速度 15mで10Mbps
信号化 平衡
論理値1(受信側) 200mV〜 6V
論理値0(受信側) -200mV〜-6V
入力レベル最小感度 0.2V差
出力電流 150mA
図7.3.2 D-sub9ピン(オス)のピン配列
表7.3.7 RS-422のピンの割り当て例
ピン番号 記号 方向 意味
2 Tx+ O 送信データ+
4 Rx+ I 受信データ+
5 G - 信号接地
7 Tx- O 送信データ−
9 Rx- I 受信データ−
(3) RS-485
RS-422と基本的な部分は同じである。主な特徴を表7.3.8に示す。
信号線やコネクタも同じ仕様で互換性があるが、RS-422のトーカにはデータ衝突時の
保護回路がないため、RS-485規格システム内で使用することはできない。
表7.3.8 RS-485の特徴
接続可能台数 トーカ32 リスナ32
最長距離 100Kbpsで1200m
送信速度 15mで10Mbps
信号化 平衡
論理値1(受信側) 200mV〜 6V
論理値0(受信側) -200mV〜-6V
入力レベル最小感度 0.2V差
出力電流 250mA