{"id":4498,"date":"2023-03-01T13:08:19","date_gmt":"2023-03-01T13:08:19","guid":{"rendered":"https:\/\/open-boat-projects.org\/?page_id=4498"},"modified":"2023-03-01T22:46:18","modified_gmt":"2023-03-01T22:46:18","slug":"nmea0183","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/open-boat-projects.org\/de\/nmea0183\/","title":{"rendered":"NMEA0183"},"content":{"rendered":"<div class=\"flex flex-grow flex-col gap-3\">\n<div class=\"min-h-[20px] flex flex-col items-start gap-4 whitespace-pre-wrap\">\n<div class=\"markdown prose w-full break-words dark:prose-invert light\">\n<p>NMEA 0183 ist ein Standard f\u00fcr serielle Daten\u00fcbertragung in der Schifffahrt. Es definiert ein Format f\u00fcr die \u00dcbertragung von GPS-Informationen, Geschwindigkeits- und Kursdaten, sowie anderen Navigationsdaten zwischen Navigationsger\u00e4ten und anderen elektronischen Ger\u00e4ten auf Booten.<\/p>\n<p><strong>Vorteile von NMEA 0183<\/strong>:<\/p>\n<ul>\n<li>Verbreitet: NMEA 0183 ist ein weit verbreiteter Standard, der von vielen alten Ger\u00e4ten unterst\u00fctzt wird<\/li>\n<li>Einfache Implementierung: Es ist einfach, ein Ger\u00e4t f\u00fcr NMEA 0183 zu entwickeln, da es einfache Protokolle und eine gut dokumentierte Spezifikation gibt. Die Daten werden in ASCII \u00fcbertragen und lassen sich einfach lesen, so dass die Funktionalit\u00e4t ohne gro\u00dfen Aufwand \u00fcberpr\u00fcft werden kann.<\/li>\n<li>Kompatibilit\u00e4t: Ger\u00e4te, die NMEA 0183 unterst\u00fctzen, k\u00f6nnen miteinander kommunizieren, was es einfacher macht, Systeme zu integrieren und Informationen auszutauschen.<\/li>\n<li>Erweiterbarkeit und Offenheit: Das NMEA0183-Protokoll kann durch eigene Datens\u00e4tze erweitert werden und ben\u00f6tigt keine Zertifizierung der Implemetierung. \u00dcber XDR-Sentences lassen sich beliebige Datens\u00e4tze in NMEA0183 einbinden.<\/li>\n<li>Einfache Umsetzung: Durch die geringe Datenrate k\u00f6nnen einfache Zweidraht-Verdrahtungssysteme verwendet werden, die die Umsetzung erleichtern. Zudem werden keine speziellen teuren Steckersysteme verwendet und k\u00f6nne mit einfachen Schraubklemmen realisiert werden.<\/li>\n<li>Lange Leitungen: Die Leitungsl\u00e4ngen k\u00f6nnen bis zu 1000 m betragen.<\/li>\n<\/ul>\n<p><strong>Nachteile von NMEA 0183<\/strong>:<\/p>\n<ul>\n<li>Alte Technologie: NMEA 0183 ist ein \u00e4lteres Protokoll und wird m\u00f6glicherweise von moderneren Technologien wie NMEA 2000 oder NMEA OneNet \u00fcberholt.<\/li>\n<li>Beschr\u00e4nkte Datenkapazit\u00e4t: NMEA 0183 hat eine beschr\u00e4nkte Kapazit\u00e4t f\u00fcr die \u00dcbertragung von Daten, insbesondere im Vergleich zu moderneren Protokollen. Der Standard sah anf\u00e4nglich nur Geschwindigkeiten von 4800 Bd vor, wurde aber schrittweise f\u00fcr einige spezielle Anwendungen bis auf 115200 Bd erh\u00f6ht.<\/li>\n<li>Verbindungsf\u00e4higkeit: NMEA0183 ist ein serielles Punkt zu Punkt Kommunikationsprotokoll. Dabei wird immer ein Daten-Sender mit einem oder mehreren Datenempf\u00e4ngern verbunden. Die Kommunikation ist immer unidirektional. Es kann nicht gleichzeitig gesendet und empfangen werden.<\/li>\n<li>Bussysteme: NMEA0183 kann auf verschiedenste Weise als Bussystem implementiert sein (RS232, RS422, RS485, RS232-TTL). Die Vielzahl der M\u00f6glichkeiten erh\u00f6ht die Komplexit\u00e4t bei der Verbindung mit anderen Systemen. Oft ist nicht ersichtlich, um welche Implementierung es sich handelt. Daraus entstehende Verbindungsfehler, die schwierig zu erkennen und zu beheben sind.<\/li>\n<li>Datensicherheit: NMEA 0183 hat keine fehlertolerante Sicherheitsfunktionalit\u00e4t, was es anf\u00e4lliger f\u00fcr Datenverluste macht. Die Telegramme werden zwar mit einer Pr\u00fcfsumme versehen und es k\u00f6nnen Fehler erkannt werden, jedoch eine fehlerhafte \u00dcbertragung nicht erneut ausgesendet werden.<\/li>\n<\/ul>\n<p>Insgesamt ist NMEA 0183 ein n\u00fctzlicher Standard f\u00fcr die \u00dcbertragung von Navigationsdaten auf Booten, aber es hat seine Beschr\u00e4nkungen und kann nicht in allen Einsatzf\u00e4llen mit moderneren Technologien mithalten. Um Daten von mehreren Datenquellen wie z.B. Sensoren zu einem Datenstrom zusammenfassen zu k\u00f6nnen, gibt es sogenannte <strong>Multiplexer<\/strong>.<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone size-medium wp-image-4419\" src=\"https:\/\/open-boat-projects.org\/wp-content\/uploads\/2023\/02\/nmea0183-multiplexer-with-usb-and-wifi-miniplex-3wi-300x215.jpg\" alt=\"\" width=\"300\" height=\"215\" srcset=\"https:\/\/open-boat-projects.org\/wp-content\/uploads\/2023\/02\/nmea0183-multiplexer-with-usb-and-wifi-miniplex-3wi-300x215.jpg 300w, https:\/\/open-boat-projects.org\/wp-content\/uploads\/2023\/02\/nmea0183-multiplexer-with-usb-and-wifi-miniplex-3wi-18x12.jpg 18w, https:\/\/open-boat-projects.org\/wp-content\/uploads\/2023\/02\/nmea0183-multiplexer-with-usb-and-wifi-miniplex-3wi.jpg 536w\" sizes=\"auto, (max-width: 300px) 100vw, 300px\" \/><\/p>\n<p>Abb.: NMEA0183 Gateway mit WiFi-Umsetzer (Ship Modul)<\/p>\n<p>Der Multiplexer empf\u00e4ngt verschiedene Datentelegramme an unterschiedlichen Ports und gibt den zusammengefassten Datenstrom mehrerer Sensoren an einem neuen Datenport aus. So lassen sich mehrere Sensorsignale \u00fcber eine Leitung an ein Datenendger\u00e4t wie z.B. ein Plotter oder Multifunktionsdisplay \u00fcbertragen. Viele Multiplexer bieten auch die M\u00f6glichkeit, bestimmte Datentelegramme im Datenstrom mit einer <strong>Filterfunktion<\/strong> zu unterdr\u00fccken. So k\u00f6nnen z.B. nur die wirklich notwendigen Daten an einen Autopiloten \u00fcbertragen oder Mehrdeutigkeiten durch mehrere GPS-Empf\u00e4nger vermieden werden.<\/p>\n<p>Aufgrund der Einfachheit des NMEA0183-Protokolls kann es auch \u00fcber TCP\/IP- oder UDP-Telegramme versendet werden und ist damit in LAN- oder WiFi-Netzwerken nutzbar. Dadurch werden einige Nachteile wie die\u00a0 geringe Datenkapazit\u00e4t und Datensicherheit ausgeglichen und NMEA0183 schlie\u00dft somit zu moderneren \u00dcbertragungstechniken auf. NMEA0183 \u00fcber TCP\/IP oder UDP hat sich unter anderem zum Quasi-Standard der Datenanbindung bei Drittanbietersoftware etabliert.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<h3>Hardware<\/h3>\n<p>NMEA0183 verwendet eine serielle \u00dcbertragung. Die Hardware-Schnittstelle kann verschiedenartig ausgef\u00fchrt sein:<\/p>\n<ul>\n<li><a href=\"https:\/\/de.wikipedia.org\/wiki\/RS-232\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">RS232<\/a><\/li>\n<li><a href=\"https:\/\/de.wikipedia.org\/wiki\/EIA-422\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">RS422<\/a><\/li>\n<li><a href=\"https:\/\/de.wikipedia.org\/wiki\/EIA-485\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">RS485<\/a><\/li>\n<li><a href=\"https:\/\/www.elektronik-kompendium.de\/sites\/dig\/0205282.htm\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">TTL 3.3V<\/a><\/li>\n<li><a href=\"https:\/\/www.elektronik-kompendium.de\/sites\/dig\/0205282.htm\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">TTL 5V<\/a><\/li>\n<\/ul>\n<h3>Geschwindigkeit<\/h3>\n<p>Die Daten\u00fcbertragungsraten liegen zwischen 4800&#8230;115200 Bd. Als Standard wurde f\u00fcr eine Zweidraht-Leitung eine Geschwindigkeit von 4800 Bd festgelegt. Aus heutiger Sicht ist diese Geschwindigkeit zu langsam f\u00fcr anspruchsvolle Anwendungen. Daher wurde die Datenrate auf 9600 Bd oder h\u00f6here Datenraten erh\u00f6ht. So k\u00f6nnen auch GPS- und AIS-Empf\u00e4nger umfangreichere Datenmengen \u00fcbertragen. Die Sendeh\u00e4ufigkeit der Telegramme liegt zwischen 1&#8230;10 Hz. Es ist jedoch zu beachten, dass die tats\u00e4chliche \u00dcbertragungsgeschwindigkeit von verschiedenen Faktoren beeinflusst werden kann, wie z.B. der Anzahl der Ger\u00e4te im Netzwerk, der Art der Daten, die \u00fcbertragen werden, und der L\u00e4nge und Qualit\u00e4t der Netzwerkkabel. Daher kann es in bestimmten Umgebungen notwendig sein, durch Filterung und Aufteilung in Teilnetze die Datenstr\u00f6me anzupassen, um die bestm\u00f6gliche \u00dcbertragungsgeschwindigkeit zu erreichen.<\/p>\n<h3>Verbindung und Stecker<\/h3>\n<p>An die Verbindungstechnik und Steckverbinder f\u00fcr NMEA0183 gibt es keine genaue Spezifikation. Durch das robuste \u00dcbertragungsverfahren k\u00f6nnen einfache ungeschirmte Zweidrahtleitungen verwendet werden. Als Anschlusstechnik haben sich Schraubklemmen durchgesetzt.<\/p>\n<h3>Einsatzszenarien und Grenzen<\/h3>\n<p>NMEA0183 wird haupts\u00e4chlich bei \u00e4lteren Sensorger\u00e4ten verwendet. Aufgrund der geringen Daten\u00fcbertragungsrate ist der Einsatz auf Sensoren mit geringen Datendurchsatz beschr\u00e4nkt. Die Punkt zu Punkt-Kommunikation macht die Verwendung von Multiplexern erforderlich, wenn mehrere Sensoren eingesetzt werden. Dadurch das viele Hardwareschnittstellen zul\u00e4ssig sind und mit unterschiedlichen Signalpegeln arbeiten, entstehen in der Praxis oft Verbindungsprobleme, da oft nicht klar ist, um welche Hardwareschnittstelle es sich handelt. In modernen Produkten kommt NMEA0183 kaum noch vor und wurde durch NMEA2000 fast vollst\u00e4ndig ersetzt.<\/p>\n<h3>Open Source<\/h3>\n<p>NMEA0183 wird in vielen Open Source Anwendungen benutzt, da es ein sehr <a href=\"http:\/\/www.nmea.de\/nmea0183datensaetze.html\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">einfaches ASCII-Protokoll<\/a> ist.\u00a0 Es gibt eine gro\u00dfe Anzahl von DIY-Projekten die NMEA0183 unterst\u00fctzen. Durch die einfache Erweiterbarkeit \u00fcber XDR-Sentences k\u00f6nnen beliebige weitere Sensordaten hinzugef\u00fcgt werden. NMEA0183 eignet sich auch zum \u00dcbertragen von NMEA2000 Informationen. Dazu gibt es eine Protokollerweiterung mit dem Namen <a href=\"https:\/\/open-boat-projects.org\/seasmart\/\">SeaSmart<\/a>. Bei SeaSmart werden NMEA2000 PGNs als HEX-Daten \u00fcber spezielle NMEA0183 Telegramme \u00fcbertragen. Es erfolgt so zu sagen eine Tunnelung der NMEA2000 Daten in einem anderen Protokoll. Damit k\u00f6nnen NMEA2000 Daten auch \u00fcber Ethernet und WiFi \u00fcbertragen werden. Timo Lappalainen untest\u00fctzt in seiner <a href=\"https:\/\/github.com\/ttlappalainen\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">NMEA2000 Lib<\/a> das SeaSmart-Protokoll.<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>NMEA 0183 ist ein Standard f\u00fcr serielle Daten\u00fcbertragung in der Schifffahrt. Es definiert ein Format f\u00fcr die \u00dcbertragung von GPS-Informationen, Geschwindigkeits- und Kursdaten, sowie anderen Navigationsdaten zwischen Navigationsger\u00e4ten und anderen elektronischen Ger\u00e4ten auf Booten. 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