{"id":5183,"date":"2023-09-28T18:31:59","date_gmt":"2023-09-28T18:31:59","guid":{"rendered":"https:\/\/open-boat-projects.org\/?page_id=5183"},"modified":"2023-10-02T08:08:42","modified_gmt":"2023-10-02T08:08:42","slug":"ais-dekoder-fuer-wifi-unter-android","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/open-boat-projects.org\/de\/ais-dekoder-fuer-wifi-unter-android\/","title":{"rendered":"AIS-Dekoder f\u00fcr Wifi unter Android"},"content":{"rendered":"

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Abb.: AIS-Empf\u00e4nger in Marine-Funkger\u00e4t integriert (ICOM)<\/p>\n

AIS Automatic Identification System<\/h2>\n

AIS ist ein Identifikationssystem f\u00fcr Wasserfahrzeuge. Es basiert auf der Aussendung von Bootsinformationen wie Standort, Geschwindigkeit, Richtung, Gr\u00f6\u00dfe des Bootes und anderer Informationen, die \u00fcber Funksignale ausgesendet werden. Andere Boote k\u00f6nnen die Informationen empfangen und sich ein Lagebild der Umgebung mit Verkehrsflussinformationen erstellen. So erh\u00e4lt man deutlich mehr Informationen als man mit Radar aufnehmen kann. Moderne Navigationssysteme k\u00f6nnen AIS Informationen in Seekarten einbinden und so den Verkehrsfluss live sichtbar machen.<\/p>\n

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Abb.: Schiffsbewegungen\u00a0 (Marine Traffic)<\/p>\n

AIS-Dekoder als Softwarel\u00f6sung f\u00fcr Android<\/h2>\n

Wer AIS-Signale kosteng\u00fcnstig mit einem einfachen DVBT-Stick unter Android dekodieren m\u00f6chte, kann das jetzt mit der Kombination aus RTL SDR AIS Driver<\/a> und AIS Share<\/a> vornehmen. Als Signalempf\u00e4nger dient ein einfacher DVBT-Stick, der eigentlich f\u00fcr den TV-Empfang von Fernsehprogrammen gedacht ist. Der UMTS-Stick ist ein vollst\u00e4ndig digitalisierter SDR-Empf\u00e4nger f\u00fcr Funkaussendungen im Frequenzbereich von 1 MHz bis 1 GHz. Damit lassen sich auf beliebigen Frequenzen Funkaussendungen empfangen und dekodieren. Das AIS-Signal wird auf zwei Frequenzen 161.975 MHz (Kanal A) und 162.025 MHZ (Kanal B) in digitaler Form ausgesendet. Mit der Android App RTL SDR AIS Driver<\/strong> kann der DVBT-Stick so konfiguriert werden, dass er gleichzeitig auf beiden Frequenzen die AIS-Signale empfangen und in NMEA0183 Telegramme umwandeln kann. Die AIS-Informationen in Form von NMEA0183 Telegrammen werden dann \u00fcber WiFi auf UDP Port 10110 im Netzwerk ausgesendet und k\u00f6nnen von beliebigen Apps wie AVnav, Navionics oder anderer Navigations-Apps empfangen werden.<\/p>\n

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Abb.: RTL SDR V3<\/strong> USB-Stick<\/p>\n

Der DVBT-Empf\u00e4nger wird mit dem Handy oder Tablett und einer AIS-Antenne verbunden. Die f\u00fcr Fernsehempfang mitgelieferte Antenne kann nicht genutzt werden, da sie f\u00fcr Fernsehfrequenzen gedacht ist und nur sehr schlecht AIS-Signale empfangen kann. Eine spezielle AIS-Antenne oder Marine-Funkantenne ist notwendig. Oft werden bei Marine-Funkantennen SO239 Stecker verwendet die man nicht direkt am DVBT-Stick anschlie\u00dfen kann. Es werden noch spezielle Adapter von SO239 auf SMA ben\u00f6tigt. Ein Adapterkabel SMA zu SMA ist auch noch notwendig. Wer m\u00f6chte, kann sich auch eine g\u00fcnstige und empfangsstarke AIS-Antenne selber bauen.<\/p>\n

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Abb.: Adapter SO239 zu SMA<\/p>\n

Bei den DVBT-Sticks ist darauf zu achten, welchen Stick sich man kauft. Sie werden auch oft unter dem Namen RTL-SDR-Sticks<\/strong> verkauft. Nicht alle Sticks sind geeignet, da sie nicht ausreichend frequenzstabil sind. Das hei\u00dft, dass die digital eingestellte Empfangsfrequenz nicht genau genug ist und sich zudem noch mit der Temperatur ver\u00e4ndert. Zum Empfang von AIS-Signalen werden frequenzstabile Empf\u00e4nger ben\u00f6tigt, um die schmalbandige Aussendungen sicher empfangen zu k\u00f6nnen. Gut geeignete SDR-Empf\u00e4nger haben nur eine Frequenzdrift von 0…1 PPM \u00fcber dem gesamten Temperaturbereich. Einfachere DVBT- bzw SDR-Sticks lassen sich auch verwenden, ben\u00f6tigen daf\u00fcr aber eine korrekte Frequenzkorrektur und eine stabile Betriebstemperatur. Es sind Korrekturen von bis zu 60…70 PPM notwendig. Das macht den sicheren Betrieb recht schwierig und oft l\u00e4uft die Empfangsfrequenz weg und die empfangenen Signalst\u00e4rken sind zu schwach, um AIS-Signale dekodieren zu k\u00f6nnen. Aktuelle moderne RTL-SDR-Sticks wie der RTL SDR V3<\/strong> mit 1 PPM sind zu bevorzugen, da sie solche Probleme nicht mehr haben. Wenn sie andere SDR-Sticks kaufen, achten sie auf 0…1 PPM Temperaturdriftverhalten.<\/p>\n

Um einen SDR-Stick am Handy oder Tablett verwenden zu k\u00f6nnen, muss das Ger\u00e4t \u00fcber einen USB OTG<\/strong> Anschluss verf\u00fcgen. An anderen USB-Anschl\u00fcssen kann u.U. der SDR-Stick nicht erkannt werden und funktioniert nicht. Die meisten aktuellen Handys verf\u00fcgen \u00fcber USB OTG Anschl\u00fcsse.<\/p>\n

Die App RTL SDR AIS Driver<\/strong> ist die Grundvoraussetzung, um einen SDR-Stick an einem Handy oder Tablett betreiben zu k\u00f6nnen. Sie fungiert als Treiber unter Android und stellt die Basisfunktionen zur Verf\u00fcgung wie die Einstellung der Empfangsfrequenz und Dekodierung der AIS-Signale. Die App ist kostenlos und dient auch zur Evaluierung der verwendeten Hardware. Sie dekodiert bis zu 1000 AIS Telegramme und kann sie \u00fcber Port 10110 ausgeben. Danach stellt die App Ihren Dienst ein. Eine sehr n\u00fctzliche Funktion ist die Wasserfallgrafik des empfangenen Frequenzspektrums. Mit den Markern der beiden Empfangsfrequenzen kann die Frequenzstabilit\u00e4t des SDR-Sticks \u00fcberpr\u00fcft werden.<\/p>\n

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Abb.: Wasserfallgrafik zum Frequenzspektrum in der RTL SDR AIS Driver<\/strong> App<\/p>\n

Wenn man einen geeigneten SDR-Stick benutzt, kann man dar\u00fcber die Einstellung der Frequenzkorrektur in PPM sehr genau kontrollieren. Dazu werden die Maxima der Signalamplitiuden der empfangenen AIS-Signale im Frequenzspektrum \u00fcber der Wasserfallgrafik angezeigt. Das ben\u00f6tigt aber etwas Zeit. Es bilden sich dann zwei \u00dcberh\u00f6hungen heraus. Die \u00dcberh\u00f6hungen m\u00fcssen dann mit den Markern in Deckung gebracht werden. Der entsprechende PPM-Wert der sich dann ergibt ist der Frequenz-Korrekturwert. Bei guten SDR-Empf\u00e4ngern sollte er bei 0…1 PPM liegen. Bei schlechten Empf\u00e4ngern ist er deutlich gr\u00f6\u00dfer. Die Frequenzkorrektur ist aber nur m\u00f6glich, wenn man sich in einem Gebiet befindet, wo AIS-Signale ausgesendet werden. Das ist meistens an K\u00fcsten oder in der N\u00e4he von Fl\u00fcssen mit Schiffsverkehr m\u00f6glich. Direkt im Landesinneren ohne AIS-Signale wird man die Frequenzkorrektur nicht durchf\u00fchren k\u00f6nnen.<\/p>\n

Um dauerhaft AIS-Signale dekodieren zu k\u00f6nnen gibt es noch eine kostenpflichte Co-App namens AIS Share<\/strong>, die 3,50 Euro kostet. Sie ist die eigentliche AIS-Anwendung, die auf die Treiber-App zugreift und die AIS-Signale dekodiert. Sie bietet deutlich mehr Funktionalit\u00e4t als die RTL SDR AIS Driver<\/strong> App, beinhaltet aber keine Wasserfallgrafik zur Einstellung der Frequenzkorrektur. AIS Share<\/strong> kann neben den AIS-Signalen auch GPS-Signale des Handys im WiFi Netzwerk \u00fcber UDP bereitstellen und fungiert als Datenserver f\u00fcr mehrere Ger\u00e4te im Netzwerk. So lassen sich mehrere Anwendungen mit AIS- und GPS-Signalen versorgen. Zus\u00e4tzlich lassen sich bis zu 5 Ports bereitstellen, an denen die Daten neben UDP auch \u00fcber TCP abgegriffen werden k\u00f6nnen. Die 3,50 Euro sind gut investiert.<\/p>\n

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Abb.: AIS Share<\/p>\n

Integration in Navigationssoftware<\/h2>\n

In der Navigationssoftware gibt es einen Konfigurationspunkt \u00fcber den externe Ger\u00e4te \u00fcber NMEA0183 per WiFi angebunden werden k\u00f6nnen. So lassen sich AIS- und GPS-Signale gleichzeitig von mehreren Ger\u00e4ten nutzen.<\/p>\n

In Navionics m\u00fcssen folgende Einstellungen vorgenommen werden. Gehen sie unter Men\u00fc<\/strong><\/em> auf Gekoppelte Ger\u00e4te <\/strong><\/em>und dr\u00fccken oben auf das Plus-Zeichen<\/strong><\/em>. Danach dr\u00fccken sie unten auf Ger\u00e4t Hinzuf\u00fcgen<\/strong><\/em>. F\u00fcllen sie dann folgende 3 Felder aus:<\/p>\n