Informationen zum NMEA
Datenaustausch
Der NMEA Datenaustausch entspricht einem seriellen Datentransport
über eine zweiadrige Leitung.
Baudrate: 4800 bit /
Sekunde mit üblicherweise einem Stopbit und ohne parity-bit
Pegel:
0 = 0 V |
|
1 = +5 V |
Damit besteht eine gewisse Ähnlichkeit zu RS232 bzw V24. In
allen Fällen ist der Ruhepegel negativer als der aktive Pegel. In
manchen Fällen werden Daten nach NMEA - vereinbarten
Datensätzen (siehe Internet) auch über kurze Entfernung
über ein USB - Kabel
übertragen und diese Daten werden dann üblicherweise in
BordPCs dann bestimmten seriellen Schnittstellen und somit bestimmten
laufenden Programmen zugeordnet. Es gibt auch Software auf dem Markt
die die Daten einer Schnittstelle gleich auf mehrere andere "virtuelle"
Schnittstellen und somit Programmen verteilt.
Nach dem NMEA 0183 Standard wird zwischen dem "talker" also dem Sender und dem/den
"listener" unterschieden. Je
nachdem ob einer der beiden Leitung mit Masse (Ground GND) Verbindung
hat oder nicht, wird zwischen einer "differenziellen" also
symmetrischen Verbindung über zwei "gleichwertige" Leitungen
unterschieden und einer "single-ended" asymmetrischen Verbindung bei
der ein Pol mit Masse verbunden ist.
Prinzipiell sind die symmetrischen Verbindungen den asymmetrischen in
punkto Störfestigkeit und Störemission überlegen.
Daneben ist zwischen potentialfreien Aus- und Eingängen zu
unterscheiden im Gegensatz zu Aus- und Eingängen die
gleichstrommäßig mit der Versorgungsspannung des talkers
oder des listeners verbunden sind. Zur Potentialtrennung werden meist
Optokoppler eingesetzt.
Prinzipiell sind die potentialfreien Ein- und Ausgänge die bessere
Wahl, erhöhen jedoch den Preis des Gerätes.
Eine
potentialfreie, symmetrische Verbindung ist also das Optimum.
Prinzipiell können asymmetrische und symmetrische Ein- bzw
Ausgänge miteinder verbunden werden, die Vorteile symmtrischer
Verbindungen gehen aber dabei verloren. Daselbe gilt für die
Potentialtrennung. Nicht potential-getrennte Aus- oder Eingänge
können jedoch nachträglich durch spezielle "Optoisolatoren" potentialgetrennt
werden, manchmal sind sie bei NMEA-Verstärkern oder Multiplexern
gleich praktischerweise integriert.
Normalerweise kann ein talker mehrere listener gleichzeitig versorgen
(GPS typischerweise), aber mehrere talker können nicht
gleichzeitig einen oder mehrere listener mit Daten versorgen. Hier
müssen sogenannte NMEA
Multiplexer eingesetzt werden, die je nach Priorität
die Daten mehrerer talker (GPS, Wettermessgerät, Autopilot etc)
auf einen oder mehrere listener verteilen (Bord PC, Autopilot
Kartensichtgerät...). Dabei versuchen derartige Multiplexer eine
Datenkollision zu verhindern und können bestenfalls unwichtige
Daten unterdrücken oder zeitversetzt wieder aussenden. In manchen
Fällen kann es dabei zu einer kurzen Verzögerung kommen die
möglicherweise die Funktion von Autopiloten beeinflussen
können. Gewisse Multiplexer können tatsächlich nur einen
Datenstrom erfassen und schalten periodisch auf einen anderen Eingang
mit niedrigerer Priorität um.
Können
NMEA - Ausgänge mit einer seriellen (COM) Schnittstelle eines PCs
verbunden werden ?
Im Prinzip ist dies möglich wenn das Kabel nicht zu lang (< 5 m
zum Beispiel) ist, und wenn kein Potentialunterschied zwischen PC und
talker zu erwarten ist und auch an Bord keine starken Störfelder
zu erwarten sind. Die üblichen seriellen Schnittstellen
interpretieren einen 0 V Pegel als entsprechendes Signal und schalten
bei 5 V um. Stark belastete Ausgänge mit Pegeln von zum Beispiel
nur noch +3 V werden dagegen oft nicht mehr richtig erkannt und es
kommt zu Übermittlungsfehlern, die je nach auswertendem Programm
zu Funktionsstörungen führen können. Viele Daten werden
jedoch so häufig übertragen (mehrmals pro Sekunde) daß
ein einzelner fehlerhafter Datensatz keine Folgen hat.
Auf dem Markt sind jedoch auch NMEA
Repeater zu finden, die NMEA Daten verstärken können.
Außerdem gibt es NMEA-RS232
Wandler die, wenn sie nahe am talker plaziert werden, die
mögliche Kabellänge auf 100 m oder mehr erweitern können.
Des weiteres gibt es die Möglichkeit NMEA Signale über ein LAN-Netzwerk anderen Nutzern zur
Verfügung zu stellen. Und seit geraumer Zeit auch über bluetooth und WLAN drahtlos. Über ein
derartiges Netzwerk besteht dann auch die Möglichkeit über
das Internet derartige Daten weltweit "anzubieten".
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