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SEANEXX - USB AIS Receiver

Kurzbeschreibung

Der SEANEXX dient zum Empfang von AIS Nachrichten und zu deren Ausgabe auf einem virtuellen COM Port. Mit einer entsprechenden PC Software (z.B. HTerm, OpenCPN) können die empfangenen Daten textbasierend oder grafisch dargestellt werden. Der SEANEXX und das dazugehörige Konfigurationstool arbeiten unter den gängigen Microsoft Windows, Linux und Mac OS Betriebssystemen.

Der SEANEXX wird durch den Raspberry Pi unterstützt, wodurch AIS Daten via WiFi auch auf ein Tablet oder Smartphone übertragen werden können. Zur Visualisierung sind für Android unter anderem kostenlose Apps wie SailTracker, AISView, BoatBeacon oder SeaWi verwendbar. Das Raspberry Pi unterstützt sowohl UDP als auch TCP Protokoll und kann über ein Webinterface konfiguriert werden.

Der SEANEXX ist in vier Modellvarianten erhältlich:

  • RX100: Reiner AIS Empfänger
  • RX110: AIS Empfänger mit integriertem GNSS, mit welchem zusätzlich die eigene GPS-Position ermittelt werden kann
  • RX200: Dedizierter Zweikanal Receiver zum gleichzeitigen Empfang beider AIS-Kanäle (AIS1 und AIS2)
  • RX210: Zweikanal Receiver mit integriertem GNSS zum gleichzeitigen Empfang beider AIS-Kanäle und der eigenen GPS-Position

 

Auftraggeber: FT-TEC Electronics GmbH

Was ist AIS?

AIS steht für Automatic Identification System und ist ein Kommunikationssystem, das über registrierte Kanäle im maritimen mobilen VHF Band als selbstorganisierendes Zeitschlitzverfahren operiert (161,975 MHz und 162,025 MHz). Es basiert auf einem offenen, unverschlüsselten Protokoll, über das Daten autonom gesendet und empfangen werden, ohne Interaktion von Schiffs- oder Operatorpersonal. Neben diesem autonomen Modus sind Möglichkeiten vorgesehen, dass kurze, sicherheitsrelevante Nachrichten auch auf menschliche Interaktion hin gesendet werden können.

Die Daten, die autonom generiert und via Broadcast an andere Schiffe oder zum Festland übertragen werden, sind dynamische Daten wie Position, Geschwindigkeit und Kurs, aber auch statische und fahrtbezogene Daten wie Tiefgang oder Schiffstyp. Die Übertragung erfolgt in regelmäßigen Abständen, wobei das Sendeintervall von der Geschwindigkeit und einer etwaigen Kursänderung des jeweiligen Schiffes abhängt. Diese Daten werden vom Empfänger verarbeitet und können auf einem Display, im Allgemeinen ein Electronic Chart Display and Information System (ECDIS), visualisiert werden. Aktuelle Positionsdaten werden dabei mit der jeweiligen Schiffsidentifikation der empfangenen AIS Stationen geografisch referenziert und auf einer digitalen Karte abgebildet.

Weiterführende Informationen unter www.allaboutais.com.

Siehe dazu auch OpenSeaNav, AIS-SART, AIS Empfänger/Multiplexer.

Tätigkeiten/Leistungen

  • Design, Stromlaufplan und Layout der Baugruppe
  • Implementierung der Firmware
  • Durchführung von EMV und anderen Normen relevanter Tests
  • Implementierung eines USB Bootloaders
  • Umsetzung der Applikation und des Webinterfaces auf dem Raspberry Pi
  • 3D-Rendering für Handbuch und diverse Werbematerialien

Bildergallerie

Praxistest

Ort

  • Italien, Venedig, Lungomare Dante Alighieri
  • GPS Koordinaten: 45°25'40.40"N / 12°25'45.44"E
  • Datum: 30.08.2015

Verwendetes Equipment

  • Notebook ASUS F551C
  • OpenCPN 3.2.0
  • SEANEXX RX210 (5400020A02)
  • Clipantenne CDV-H6A-5SP

Durchführung und Ergebnisse

Die Clipantenne wurde auf einem 2,5m Rundholzstab montiert. Der Antennenfußpunkt lag somit etwa 4m über dem Meeresspiegel. Der SEANEXX Receiver wurde mittels USB Hub an den Laptop angeschlossen und die Daten in OpenCPN mit CM93 Kartenmaterial visualisiert. Die Ergebnisse werden in den unten angeführten Screenshots dargestellt. Der Detailierungsgrad des Kartenmaterials wurde herabgesetzt, um die relevanten Informationen des Reichweitentests besser hervorzuheben.

Unter www.marinetraffic.com werden Live AIS Daten angezeigt. Der folgende Screenshot stellt die empfangenen Daten des RX210, jenen von Marine Traffic gegenüber. Die roten Kreise entsprechen hierbei jeweils einem Radius von 5 NM. Die Empfangsquote bis zu 20 NM ist sehr hoch. Bei größeren Reichweiten werden manche AIS Ziele nicht mehr empfangen, dies ist aber generell bei allen Funkverbindungen zu beobachten, da Funksignale durch Störquellen wie beispielsweise Handymasten oder Radiosender überlagert werden und am Empfänger nicht mehr korrekt ankommen. Hierbei gilt, je kleiner die Eingangsleistung am Empfänger (also je größer die Entfernung des AIS Senders), desto größere Auswirkung hat eine Störquelle auf das Nutzsignal.

AIS sendet Nachrichten mehrfach und in sehr kurzen Intervallen, somit sind vereinzelt verlorene Daten unproblematisch.

Wie die unten abgebildeten Ergebnisse zeigen, sind mit einer Entfernung von 490 NM (AtoN), 215 NM (Class A) und 98 NM (Class B) durchaus sehr große Reichweiten möglich. Hierbei sei jedoch darauf hingewiesen, dass insbesondere AtoNs, Basisstationen und Class A Transponder mit großer Sendeleistung arbeiten (> 12.5W), folglich die erzielbaren Reichweiten im Vergleich zu Class B (2W) höher sind. Meist befinden sich die Antennensysteme dieser AIS Stationen 20m oder mehr über dem Meeresspiegel, was sich merklich auf die möglichen Entfernungen auswirkt. Reichweiten von 490 NM sind natürlich kein Regelfall, insbesondere da AIS Funk auf Sicht funktioniert. Solche Reichweiten werden durch atmosphärische Reflexionen begünstigt und können mancherorts beobachtet werden. Primär dient AIS zur Kollisionsvermeidung, wobei sich der reale Nutzen von AIS auf 5 bis 10 NM beschränkt. Der Test zeigt jedoch eindrucksvoll dass der weltweit kleinste Zweikanal-AIS-Empfänger beachtliche Empfangsqualität liefert.

Videoaufzeichnung