NMEA 0183

Estándar de comunicación para electrónica marina

NMEA 0183 es ​​una especificación combinada de datos y electricidad para la comunicación entre dispositivos electrónicos marinos, como ecosonda , sonares , anemómetros , girocompás , pilotos automáticos , receptores GPS y muchos otros tipos de instrumentos. Ha sido definida y está controlada por la Asociación Nacional de Electrónica Marina (NMEA). Reemplaza las normas anteriores NMEA 0180 y NMEA 0182. ^[1] En aplicaciones marinas de ocio, se está eliminando gradualmente a favor de la norma más nueva NMEA 2000 , ^{[2] [3]} aunque NMEA 0183 sigue siendo la norma en el transporte marítimo comercial.

Detalles

El estándar eléctrico que se utiliza es EIA-422 , también conocido como RS-422, aunque la mayoría de los equipos con salidas NMEA-0183 también pueden controlar un único puerto EIA-232 . El estándar exige entradas con aislamiento óptico. No existe ningún requisito de aislamiento para las salidas.

El estándar NMEA 0183 utiliza un protocolo de comunicaciones serial ASCII simple que define cómo se transmiten los datos en una "oración" desde un "hablante" a múltiples "oyentes" a la vez. Mediante el uso de expansores intermedios, un hablante puede tener una conversación unidireccional con una cantidad casi ilimitada de oyentes y, mediante el uso de multiplexores , varios sensores pueden comunicarse con un solo puerto de computadora.

En la capa de aplicación , el estándar también define el contenido de cada tipo de oración (mensaje), de modo que todos los oyentes puedan analizar los mensajes con precisión.

Si bien NMEA 0183 solo define un transporte RS-422, también existe un estándar de facto en el que las oraciones de NMEA 0183 se colocan en datagramas UDP (una oración por paquete) y se envían a través de una red IP.

El estándar NMEA es propietario y se vende por al menos US$2000 (excepto para los miembros de NMEA) a partir de septiembre de 2020. ^{[4] [5]} Sin embargo, gran parte de él ha sido objeto de ingeniería inversa a partir de fuentes públicas. ^{[6] [7]}

Configuración UART

Existe una variante del estándar denominada NMEA-0183HS que especifica una velocidad en baudios de 38 400. Esta es la que utilizan generalmente los dispositivos AIS .

Estructura del mensaje

• Todos los datos transmitidos son caracteres ASCII imprimibles entre 0x20 (espacio) y 0x7e (~).
• Los caracteres de datos son todos los caracteres anteriores excepto los caracteres reservados (ver siguiente línea)
• NMEA0183 utiliza caracteres reservados para los siguientes usos:

• Los mensajes tienen una longitud máxima de 82 caracteres, incluido el carácter inicial $ o ! y el carácter final <LF>.
• El carácter inicial de cada mensaje puede ser $ (para mensajes delimitados por campos convencionales) o ! (para mensajes que tienen una encapsulación especial).
• Los siguientes cinco caracteres identifican al hablante (dos caracteres) y el tipo de mensaje (tres caracteres).
• Todos los campos de datos que siguen están delimitados por comas.
• Cuando los datos no están disponibles, el campo correspondiente permanece en blanco (no contiene ningún carácter antes del siguiente delimitador; consulte la sección Archivo de muestra a continuación).
• El primer carácter que sigue inmediatamente al último carácter del campo de datos es un asterisco, pero solo se incluye si se proporciona una suma de comprobación.
• El asterisco va seguido inmediatamente de una suma de comprobación representada como un número hexadecimal de dos dígitos . La suma de comprobación es el OR exclusivo bit a bit de los códigos ASCII de todos los caracteres entre $ y * , no incluidos. Según la especificación oficial, la suma de comprobación es opcional para la mayoría de las sentencias de datos, pero es obligatoria para RMA, RMB y RMC (entre otros).
• <CR><LF>termina el mensaje.

A modo de ejemplo, una alarma de llegada a un punto de referencia tiene el formato:

$GPAAM,A,A,0.10,N,WPTNME*32

Otro ejemplo de mensajes AIS es:

!AIVDM,1,1,,A,14eG;o@034o8sd<L9i:a;WF>062D,0*7D

Formato de oración NMEA

El identificador principal del hablante incluye: ^{[8] [9]}

• BD o GB - Beidou
• GA- Galileo
• GP - GPS
• GL- GLONASS .

Los mensajes NMEA incluyen principalmente las siguientes "frases" en el mensaje NMEA: ^[10]

Un ejemplo, la oración para los datos fijos del Sistema de Posicionamiento Global para GPS debería ser "$GPGGA".

Extensiones de proveedores

La mayoría de los fabricantes de GPS incluyen mensajes especiales además del conjunto NMEA estándar en sus productos para fines de mantenimiento y diagnóstico. Los mensajes extendidos comienzan con "$P". Estos mensajes extendidos no están estandarizados.

Compatibilidad de software

NMEA 0183 es ​​compatible con varios programas de navegación y cartografía. Entre las aplicaciones más destacadas se incluyen:

• ENCUESTA Infrakit
• Atlas de la calle DeLorme
• ESRI
• Google Earth
• Edición móvil de Google Maps ^[11]
• gpsd - Demonio GPS de Unix
• JOSM - Editor de mapas OpenStreetMap
• Rey de mapas
• Microsoft MapPoint
• Calles y viajes de Microsoft
• NetStumbler
• OpenCPN - Software de navegación de código abierto
• El marco hw.sensors de OpenBSD con el controlador nmea(4) de pseudodispositivo ^[12]
• OpenNTPD a través de la API sysctl hw.sensors § timedelta
• Buscador de calles Rand McNally
• ObservarVIEW ^[13]
• QGIS ^[14]

Archivo de muestra

Archivo de muestra producido por un registrador GPS Tripmate 850. Este archivo se produjo en Leixlip , condado de Kildare , Irlanda . El registro dura dos segundos.

$GPGGA,092750.000,5321.6802,N,00630.3372,W,1,8,1.03,61.7,M,55.2,M,,*76$GPGSA,A,3,10,07,05,02,29,04,08,13,,,,,1.72,1.03,1.38*0A$GPGSV,3,1,11,10,63,137,17,07,61,098,15,05,59,290,20,08,54,157,30*70$GPGSV,3,2,11,02,39,223,19,13,28,070,17,26,23,252,,04,14,186,14*79$GPGSV,3,3,11,29,09,301,24,16,09,020,,36,,,*76$GPRMC,092750.000,A,5321.6802,N,00630.3372,W,0.02,31.66,280511,,,A*43$GPGGA,092751.000,5321.6802,N,00630.3371,W,1,8,1.03,61.7,M,55.3,M,,*75$GPGSA,A,3,10,07,05,02,29,04,08,13,,,,,1.72,1.03,1.38*0A$GPGSV,3,1,11,10,63,137,17,07,61,098,15,05,59,290,20,08,54,157,30*70$GPGSV,3,2,11,02,39,223,16,13,28,070,17,26,23,252,,04,14,186,15*77$GPGSV,3,3,11,29,09,301,24,16,09,020,,36,,,*76$GPRMC,092751.000,A,5321.6802,N,00630.3371,W,0.06,31.66,280511,,,A*45

Tenga en cuenta algunos campos en blanco, por ejemplo:

• Los registros GSV , que describen los satélites "visibles", carecen del campo SNR (relación señal-ruido) para el satélite 16 y de todos los datos para el satélite 36.
• El registro GSA , que enumera los satélites utilizados para determinar una posición y proporciona un DOP de la posición, contiene 12 campos para los números de satélites, pero solo se tuvieron en cuenta 8 satélites, por lo que 4 campos permanecen en blanco.

Estado

NMEA 0183 continuó manteniéndose por separado: la V4.10 se publicó a principios de mayo de 2012, y se anotó una fe de erratas el 12 de mayo de 2012. ^[15] El 27 de noviembre de 2018, se emitió una actualización a la versión 4.11, que admite sistemas globales de navegación por satélite distintos del GPS . ^[16]

Véase también

• Formato de intercambio de GPS
• TransductorML
• IEEE 1451
• IEC 61162
• NMEA2000
• NMEA OneNet
• RTCMSC-104
• RINEX

Referencias

1. Peter Bennett (15 de septiembre de 1997). "Preguntas frecuentes sobre NMEA". Archivado desde el original el 15 de febrero de 2014. Consultado el 21 de octubre de 2013 .
2. "NMEA 0183 vs NMEA 2000". Noviembre de 2018. Archivado desde el original el 19 de agosto de 2013. Consultado el 20 de octubre de 2020 .
3. Spitzer, Steve. (mayo de 2009). "Informe técnico de NMEA 2000" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 2021-03-02 . Consultado el 2020-10-20 .
4. "Publicaciones y estándares de la Asociación Nacional de Electrónica Marina (NMEA) / NMEA 0183". NMEA. Noviembre de 2008. Archivado desde el original el 2013-10-21 . Consultado el 2013-10-21 .
5. "Asociación Nacional de Electrónica Marina - NMEA". www.nmea.org . Archivado desde el original el 2022-03-31 . Consultado el 2020-09-24 .
6. Raymond, Eric S. (marzo de 2019). "NMEA Revealed".
7. Dale DePriest. «Datos NMEA». Archivado desde el original el 20 de octubre de 2020. Consultado el 20 de octubre de 2020 .
8. Eric S. Raymond (26 de mayo de 2024). "NMEA Revealed - Talker IDs" ( Se revela NMEA: identificadores de transmisores) . Consultado el 31 de mayo de 2024 .
9. "NMEA 0183 - Norma para la interconexión de dispositivos electrónicos marinos - Mnemónicos de identificación de emisor" (PDF) . 2020-01-31. Archivado desde el original (PDF) el 2022-09-02.
10. Donald Choi. "Introducción a los datos GPS NMEA y RTCM". pág. 15. Consultado el 31 de mayo de 2024 .
11. "Google Maps para Android" . Consultado el 21 de octubre de 2013 .
12. Marc Balmer (2006–2008). "/sys/kern/tty_nmea.c". Referencia cruzada de BSD . OpenBSD .
    • "nmea — sensor timedelta NMEA 0183". Página del manual del servidor OpenBSD.
13. "ObserVIEW - Software gratuito de análisis de vibraciones" . Consultado el 18 de octubre de 2022 .
14. "Documentación de QGIS: seguimiento GPS en vivo". GitHub . Consultado el 6 de marzo de 2024 .
15. "ERRATA # 0183 120512" (PDF) . NMEA. Archivado desde el original (PDF) el 2016-04-17 . Consultado el 2013-10-21 .
16. "NMEA PUBLICA UNA VERSIÓN ACTUALIZADA DE NMEA 0183 PARA NUEVOS SISTEMAS DE SATÉLITE GLOBALES" (PDF) . Noviembre de 2018. Archivado desde el original (PDF) el 2019-01-31 . Consultado el 2019-01-30 .

Enlaces externos

• Asociación Nacional de Electrónica Marina
• Sitio web de NMEA sobre NMEA 0183
• Especificaciones NMEA en APRS Info