NMEA2000

NMEA 2000 は、略称がNMEA2kまたはN2Kで、 IEC 61162-3として標準化されており、船舶内の海洋センサーと表示ユニットを接続するために使用されるプラグアンドプレイ通信規格です。通信は 250 キロビット/秒で実行され、任意のセンサーが NMEA 2000 プロトコルと互換性のある任意の表示ユニットまたはその他のデバイスと通信できます。

電気的には、NMEA 2000 は、道路車両や燃料エンジンで使用されるコントローラ エリア ネットワーク(「CAN バス」) と互換性があります。上位レベルのプロトコル フォーマットはSAE J1939に基づいており、海洋環境向けの特定のメッセージを備えています。Raymarine SeaTalk 2、Raymarine SeaTalkNG 、Simrad Simnet、および Furuno CAN は、NMEA 2000 のブランド変更された実装ですが、標準化されたDeviceNet 5 ピン A コードM12 ねじコネクタとは異なる物理コネクタを使用している可能性があります。これらはすべて電気的に互換性があり、直接接続できます。

このプロトコルは、船舶上の電子機器 (主に船舶用計器) のネットワークを作成するために使用されます。NMEA 2000 規格に適合するさまざまな計器が、バックボーンと呼ばれる 1 本の中央ケーブルに接続されます。バックボーンは各計器に電力を供給し、ネットワーク上のすべての計器間でデータを中継します。これにより、1 つのディスプレイ ユニットでさまざまな種類の情報を表示できます。また、計器はデータを共有するため、連携して動作できます。NMEA 2000 は、異なるメーカーのデバイスが相互に通信できるように、「プラグ アンド プレイ」を目的としています。

ネットワークに含める海洋電子機器の例としては、 GPS受信機、自動操縦装置、風速計、深度測定器、航海計、エンジン計、海図プロッターなどがあります。ネットワーク内の計器間の相互接続により、たとえばGPS受信機は自動操縦装置が操縦するコースを修正できます。

NMEA 2000 規格は、米国に拠点を置くNational Marine Electronics Association (NMEA)によって定義され、管理されています。NMEA は規格に関する情報の一部を公開していますが、規格の著作権を主張しているため、その全内容は公開されていません。たとえば、NMEA は、存在するメッセージとそれらに含まれるフィールドを公開していますが、それらのフィールドに含まれる値の解釈方法は公開していません。ただし、熱心なファンは、これらの PGN 定義の発見に徐々に取り組んでいます。^[1]

NMEA 2000は、もともと自動車業界向けに開発されたコントローラエリアネットワーク（CAN）技術を使用してデバイスを接続します。NMEA 2000はSAE J1939高レベルプロトコルに基づいていますが、独自のメッセージを定義しています。^{[2] [3]} NMEA 2000デバイスとJ1939デバイスは、同じ物理ネットワーク上で共存させることができます。^[4]

NMEA 2000 ( IEC 61162-3) は、 NMEA 0183 (IEC 61162-1) シリアルデータバス規格の後継とみなすことができます。 ^{[5]データレートが大幅に向上しています (250k ビット/秒、NMEA 0183 の 4800 ビット/秒に対して)。NMEA 0183 で使用される ASCII}シリアル通信プロトコル ではなく、コンパクトなバイナリメッセージ形式を使用します。もう 1 つの改善点は、NMEA 2000 では、規律ある複数話者、複数リスナーのデータネットワークがサポートされているのに対し、NMEA 0183 では、単一話者、複数リスナー (シンプレックス) シリアル通信プロトコルが必要であることです。

NMEA 2000 ネットワークは、そのベースとなる SAE J1939 ネットワークと同様に、バス トポロジーに基づいて構成されており、バスの両端に 120Ω の終端抵抗器が 1 つ必要です (抵抗器は並列なので、適切に終端されたバスの合計抵抗は 60Ω になります)。バスからデバイスまでの最大距離は 6 メートルです。バックボーン ケーブルの最大長は、ミニ ケーブル バックボーンでは 250 メートル (820 フィート)、マイクロ ケーブル バックボーンでは 100 メートル (328 フィート) です^[3]

NMEA 2000 ネットワークで使用するために NMEA によって承認されている唯一のケーブル標準は、Open DeviceNet Vendors Associationによって管理されているDeviceNetケーブル標準です。このようなケーブル システムには、「NMEA 2000 承認」というラベルを付けることができます。DeviceNet 標準では、シールド、導体サイズ、耐候性、柔軟性のレベルが定義されていますが、これは「NMEA 2000」互換として販売されている他のケーブル ソリューションでは必ずしも満たされていません。^{[2] [3]}

DeviceNet/NMEA 2000 規格では、2 つのサイズのケーブルが定義されています。2 つのサイズのうち大きい方は「ミニ」(または「太い」) ケーブルと呼ばれ、最大 8 アンペアの電源電流を流すことができます。2 つのサイズのうち小さい方は「マイクロ」(または「細い」) ケーブルと呼ばれ、IEC 61076-2-101 で指定されている M12 5 ピン バレル コネクタを使用し、最大 3 アンペアの電源電流を流すことができます。

ミニ ケーブルは主に、大型船舶 (通常、長さ 20 m 以上) のネットワークの「バックボーン」(または「トランク」) として使用され、マイクロ ケーブルはネットワーク バックボーンと個々のコンポーネント間の接続に使用されます。小型船舶のネットワークは、多くの場合、完全にマイクロ ケーブルとコネクタで構成されています。

NMEA 2000 ネットワークは NMEA 0183 ネットワークと電気的に互換性がないため、異なるタイプのネットワーク上のデバイス間でメッセージを送信するにはインターフェイス デバイスが必要です。NMEA 2000 メッセージを PC で受信または PC から送信する場合は、アダプタも必要です。

SAE J1939 プロトコルに従って、NMEA 2000 メッセージは、ヘッダーとそれに続く (通常) 8 バイトのデータで構成されるパケットとして送信されます。メッセージのヘッダーには、送信デバイス、メッセージが送信されたデバイス (すべてのデバイスである可能性があります)、メッセージの優先度、および PGN (パラメータ グループ番号) が指定されます。PGN は、送信されるメッセージを示し、メッセージに含まれるデータ フィールドの値を決定するためにデータ バイトをどのように解釈するかを示します。^[2]

デバイスはNMEAが監督する認証プロセスを経て、認証プロセスを完了すると「NMEA 2000 Certified」ロゴを表示できるようになります。認証プロセスではデータの内容は保証されません。これはメーカーの責任です。ただし、認証プロセスでは、異なるメーカーの製品が互換性のある方法でデータを交換し、ネットワーク上で共存できることが保証されます。^[6]

Simrad、Raymarine、Stowe 、BRPなどのメーカーは、NMEA 2000と互換性があるか類似した独自のネットワークを持っています。SimradのものはSimNet、RaymarineのものはSeaTalk NG、StoweのものはDataline 2000、BRPのものはCZoneと呼ばれています。SimNetやSeatalk NGなど、これらの一部は標準のNMEA 2000ネットワークですが、非標準のコネクタとケーブルを使用しています。標準のNMEA 2000コネクタに変換するためのアダプタが用意されているか、ユーザーがコネクタを取り外して直接接続することもできます。^[7]

「NMEA 2000」という用語は、全米海洋電子協会の登録商標です。「NMEA 2000 認定」されていないデバイスは、広告で NMEA 2000 商標を法的に使用することはできません。

NMEA 2000認定製品の製造を目的としてNMEAに登録した企業の一部を以下に示します。^[8]

• 海洋電子機器
• GPS交換フォーマット

関連規格

• NMEA0183 アンテナ
• NMEA OneNet、イーサネットに基づく将来の標準

NMEA 2000 を使用した安全基準

• 自動識別システム

• NMEA 2000 公式 Web ページ
• NMEA 2000 認定製品リスト 2019-09-04 にWayback Machineにアーカイブされました
• NMEA 2000 パラメータ グループ番号と簡単な説明 2009-05-26 にWayback Machineにアーカイブされました
• NMEA 2000 パラメータ グループの説明 (メッセージ) と (長い) フィールドの説明 2016-03-04 にWayback Machineにアーカイブされました
• ODVA 計画およびインストール マニュアル: DeviceNet ケーブル システム - DeviceNet ネットワークのネットワーク配線。その多くは NMEA 2000 ネットワークに適用されます。
• Luft LA、Anderson L、Cassidy F. 「NMEA 2000: 21 世紀のデジタル インターフェイス」 2010 年 12 月 8 日にWayback Machineにアーカイブ2002 年 1 月 30 日