NMEA 2000

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NMEA 2000 ist ein Netzwerk zur Datenübertragung und wird vorwiegend in der Schifffahrt verwendet. Damit werden Daten zwischen verschiedenen Navigationsgeräten übermittelt bzw. mehrere Navigationsgeräte zu einem Netzwerk zusammengefügt (GPS, Tiefenmesser, Logge, Windmesser, Kompass, Autopilot). Auch Steuerungs- und Überwachungs-Daten der Schiffsführung können damit übertragen werden (Stromgenerator, Schiffsmotor, Steuerung, Feueralarm, etc).

Geschichte[Bearbeiten]

NMEA 2000 wurde im Jahr 2000 von der NMEA-Organisation entwickelt, als Nachfolger für NMEA 0183. NMEA 2000 ist eine Erweiterung von SAE J1939, welches im Nutzfahrzeugbereich verwendet wird und auf CAN (Intel, Bosch) basiert.

Eigenschaften und Konfiguration[Bearbeiten]

NMEA 2000 ist ein Netzwerk-System (NMEA 0183 ist nur eine Schnittstelle und unterstützt keine Netzwerkfunktion). Bis 50 Geräte können eingebunden und gleichzeitig Sender und Empfänger sein. Sie kommunizieren mit 250 kBit (50-mal schneller als NMEA 0183) über eine Distanz von bis 200 Meter. 100 Datensätze können gleichzeitig übertragen werden. NMEA 2000 konfiguriert sich selbst. Weder ein Setup, noch eine zentrale Kontrolleinheit sind erforderlich. Das System unterscheidet zwischen sicherheitsrelevanten Daten und gewöhnlichen Daten. Ausgefallene Geräte haben keinen störenden Einfluss auf das Gesamtsystem.

Die meisten Geräte, die mit einer NMEA-2000-Schnittstelle ausgerüstet sind, durchlaufen einen genormten Prüfprozess und werden „NMEA 2000 zertifiziert“.

Schnittstelle[Bearbeiten]

typisches NMEA 2000 Netzwerk

Die Geräte werden mit einem 4-adrigen abgeschirmten Kabel verbunden. Zwei verdrillte Adern dienen der Stromversorgung, zwei verdrillte Adern übertragen die Daten, das Schirmgeflecht ist die Erdung. Werden mehr als zwei Geräte verbunden, wird für jedes weitere Gerät ein "T-Stück" an beliebiger Stelle in das Kabel eingefügt, und das Gerät daran angeschlossen. Die freien Kabelenden werden mit einem Endwiderstand abgeschlossen, er verbindet die beiden Signalleitungen (121 Ω, 1 %, 250 mW). Der maximale Abstand zwischen zwei T-Stücken beträgt 100 m, die maximale Kabellänge zwischen T-Stück und Gerät (Stichkabel) beträgt 6 m.

Die Stecker sind nicht genormt. Jeder Hersteller verwendet unterschiedliche Stecker, einige haben sogar für verschiedene Geräte verschiedene Stecker. Die Stecker sind wasserfest mit den Kabeln verbunden und werden nur als komplette Kabelsätze verkauft.

Farbe Name Spannung Funktion
weiß CAN_High +2,5 V Signal
blau CAN_Low −2,5 V Signal
metallisch Erde Abschirmung
rot V+ +12 V Stromversorgung
schwarz V− 0 V Stromversorgung
Prüfung
Das Netzwerk ist dann richtig verbunden, wenn bei unterbrochener Stromversorgung der Widerstand zwischen den beiden Signalleitungen (weiß und blau) zwischen 50 und 60 Ohm beträgt.
Stromversorgung
Die Stromversorgung dient meist nur zur Versorgung von Anzeigeinstrumenten und Messinstrumenten mit geringem Stromverbrauch (Windmesser, GPS, etc). Größere Stromverbraucher werden über eine eigene Stromversorgung gespeist (Kartenplotter, Tiefenmesser, Autopilot, Radar, etc).
Masse
Das Kabelsystem wird meist nicht mit der Erde des Schiffes verbunden, damit Isolationsfehler über eine Erdschlussanzeige erkannt werden können, bevor es zu Schäden im Stromnetz kommt. Ausnahme stellen kleinere Boote dar, bei denen der NulllLeiter oft direkt an der Stromversorgung mit einem Kupferband mit dem Schiffskörper verbunden wird. Werden mehrere Stromversorgungen verwendet, darf nur eine mit der Masse verbunden werden; die 12-V-Leitung zwischen den Stromversorgungen muss dann unterbrochen werden.

Hersteller[Bearbeiten]

Die wichtigsten Hersteller, die NMEA 2000 bei einigen Geräten einsetzen, sind: Furuno, Garmin, Lowrance, Navico, Raymarine, Simrad. Größte Kabellieferanten sind Maretron und Molex, Stecker kommen von Turck und Amphenol-Air LB. Einige Hersteller verwenden eigene Steckverbinder und sind nicht NMEA-2000-zertifiziert. Deshalb werden die Bussysteme SimNet (Simrad / Navico) und SeaTalk NG (Raymarine) genannt. Mit entsprechenden Adapterkabeln sind sie aber weitgehend mit NMEA 2000 kompatibel.

Parameter Gruppennummer (PGN)[Bearbeiten]

Daten werden im NMEA-2000-Standard einer Gruppennummer zugeordnet.

Netzwerk-Management
PGN Daten
Acknowledgement basic
Acknowledgment Group Function
Address Claim
Address, Commanded
Configuration Information
Command Group Function
126996 Product Information
Proprietary, Addressed
Proprietary, Global
126464 Received PGN List Group Function
059904 Request, basic
126208 Request Group Function
Transport Protocol, Connection Management
Transport Protocol, Data Transfer
126464 Transmitted PGN List Group Function
Anwendungsdaten
PGN Daten
127257 Attitude
129302 Battery Status
129302 Bearing and Distance between two Marks
127501 Binary Switch Bank Status
129026 COG & SOG, Rapid Update
129283 Cross Track Error
130322 Current Station Data
Datum
129549 DGNSS Corrections
130577 Direction Data
128275 Distance Log
DSC Call Information
127489 Engine Parameters, Dynamic
127488 Engine Parameters, Rapid Update
127497 Engine Parameters, Static
130311 Environmental Parameters
127505 Fluid Level
129556 GLONASS Almanac Data
129538 GNSS Control Status
129550 GNSS Differential Correction Receiver Interface
129551 GNSS Differential Correction Receiver Signal
129539 GNSS DOPs
129029 GNSS Position Data
129547 GNSS Pseudorange Error Statistics
129542 GNSS Pseudorange Noise Statistics
129545 GNSS RAIM Output
129546 GNSS RAIM Settings
129540 GNSS Sats in View
129541 GPS Almanac Data Heading/Track Control
130053 Loran-C Range Data
130054 Loran-C Signal Data
130052 Loran-C TD Data
130323 Meteorological Station Data
130324 Moored Buoy Station Data
129284 Navigation Data
129025 Position, Rapid Update
129799 Radio Frequency/Mode/Power
127245 Rudder
130321 Salinity Station Data
129291 Set & Drift, Rapid Update
130576 Small Craft Status
128259 Speed
127502 Switch Bank Control
126992 System Time
130320 Tide Station Data
126992 Time & Date
129301 Time to/from Mark
128520 Tracked Target Data
127493 Transmission Parameters, Dynamic
Trip Parameters, Small Craft
129045 User Datum Settings
127250 Vessel Heading
130578 Vessel Speed Components
128267 Water Depth
130306 Wind Data

Weblinks[Bearbeiten]