1. 本选题研究的目的及意义
随着航海技术和信息技术的快速发展，船舶导航系统日益复杂，对导航数据的实时性、可靠性和共享性提出了更高的要求。
传统的点对点数据传输方式已难以满足现代航行器对海量导航数据的处理和分发需求，亟需构建高效、灵活、可扩展的导航数据分发系统，以提高航行安全性和航海效率。
本课题研究旨在设计和开发一款基于Modbus-TCP协议的航行器导航数据分发软件，实现航行器导航数据的实时采集、处理、分发和显示，为航行器提供稳定可靠的数据支撑，具有重要的现实意义和应用价值。
2. 本选题国内外研究状况综述
近年来，随着物联网技术在航海领域的快速发展，船舶导航数据分发系统逐渐成为研究热点。
国内外学者在导航数据传输协议、系统架构、数据处理方法等方面开展了大量研究，并取得了一定的成果。
1. 国内研究现状
3. 本选题研究的主要内容及写作提纲
本课题主要内容包括以下几个方面：
1.对航行器导航数据的类型、格式、精度、频率等进行分析，确定数据传输需求，评估Modbus-TCP协议的适用性；
2.设计基于Modbus-TCP协议的航行器导航数据分发软件总体架构，明确软件的功能模块划分，包括数据采集模块、数据处理模块、Modbus-TCP通信模块、人机交互模块等；
3.研究Modbus-TCP协议的报文结构、通信机制，利用Socket编程或第三方库实现基于Modbus-TCP协议的数据传输功能，确保数据传输的实时性、可靠性和安全性；
4.设计数据处理模块，实现对原始导航数据的校验、过滤、转换、融合等操作，提高数据的准确性和可靠性；
5.设计人机交互界面，实现导航数据的实时显示、历史数据查询、参数设置、报警信息提示等功能，方便用户操作和管理。
1. 主要内容
本课题主要内容包括以下几个方面：
1.对航行器导航数据的类型、格式、精度、频率等进行分析，确定数据传输需求，评估Modbus-TCP协议的适用性；
2.设计基于Modbus-TCP协议的航行器导航数据分发软件总体架构，明确软件的功能模块划分，包括数据采集模块、数据处理模块、Modbus-TCP通信模块、人机交互模块等；
3.研究Modbus-TCP协议的报文结构、通信机制，利用Socket编程或第三方库实现基于Modbus-TCP协议的数据传输功能，确保数据传输的实时性、可靠性和安全性；
4.设计数据处理模块，实现对原始导航数据的校验、过滤、转换、融合等操作，提高数据的准确性和可靠性；
5.设计人机交互界面，实现导航数据的实时显示、历史数据查询、参数设置、报警信息提示等功能，方便用户操作和管理。
4. 研究的方法与步骤
本课题研究将采用理论分析、软件工程、实验测试相结合的方法，按照以下步骤逐步开展：
1.需求分析与方案设计：深入研究航行器导航数据的特点和传输需求，分析Modbus-TCP协议的技术特点和适用性，设计基于Modbus-TCP协议的导航数据分发软件总体架构和功能模块。
2.软件开发与实现：选择合适的编程语言和开发环境，根据软件设计方案进行代码编写和模块调试，实现数据采集、数据处理、Modbus-TCP通信、人机交互等功能模块。
3.系统测试与优化：搭建测试环境，对软件进行功能测试和性能测试，验证软件的稳定性、可靠性和数据传输效率，根据测试结果对软件进行优化改进。
5. 研究的创新点
本课题研究的创新点在于：
1.将Modbus-TCP协议应用于航行器导航数据分发领域，设计基于该协议的导航数据分发软件，实现导航数据的实时、可靠传输，填补国内外在该领域的空白。
2.提出一种高效的导航数据处理方法，对原始导航数据进行校验、过滤、转换、融合等操作，提高数据的准确性和可靠性，降低数据传输量，提升系统性能。
3.设计友好的人机交互界面，实现导航数据的实时显示、历史数据查询、参数设置、报警信息提示等功能，方便用户操作和管理，提高用户体验。
6. 计划与进度安排
第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。
第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲
第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文
7. 参考文献（20个中文5个英文）
1. 刘伟,张晓东,李宁.基于Modbus/TCP协议的航标遥测遥控系统设计与实现[J].海洋技术,2021,40(04):70-76.
2. 张涛,周冬梅.基于Modbus/TCP的船舶导航雷达数据采集系统设计[J].舰船科学技术,2020,42(19):120-124.
3. 袁野,王殿辉,张居成,等.基于Modbus/TCP协议的无人艇航行数据监控系统设计[J].海洋技术学报,2020,39(04):112-118.
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