Wireless communications on automated charging systems in marine industry
Suutari, Atte (2020)
2020
Degree Programme in Automation Engineering, MSc (Tech)
Tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunta - Faculty of Engineering and Natural Sciences
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2020-05-19
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202004273954
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202004273954
Tiivistelmä
Building fieldbus-based applications with wireless technology is a hot topic in maritime in 2020. Wireless communication provides vessels with freedom but it also creates new kinds of demands. The focus is to resolve the key issues in a wireless fieldbus system on automated shore to ship charging applications and the usage of wireless technologies in maritime in general.
The main goal of this thesis is to build a big picture of the problems and complexity that arise when planning to implement standardized wireless technologies like IEEE 802.11, BT, LTE or IEEE 802.15.4 on shore to ship charging applications. This is studied without forgetting the aspects of cyber security and specific requirements that the industry itself requires to be fulfilled.
In this thesis, a proposal for wireless communication in automated charging system is presented. It includes a single communication protocol and two different redundant wireless technologies. The proposed system was successfully implemented and tested on land. Sea trials were not possible to carry out. The main result of the thesis is that the UHF IP radios are more suitable than Wi-Fi routers for automated charging systems in maritime environment. Kenttäväyläpohjaisten sovellusten kehittäminen langattomilla tekniikoilla on polttava puheenaihe meriteollisuudessa vuonna 2020. Langattoman kommunikaation tuoma vapaus asettaa kuitenkin uudenlaisia vaatimuksia. Tämän diplomityön painopiste on ratkaista avainkysymyksiä liittyen langattomien tekniikoiden käyttöön olemassa olevien kenttäväylien kanssa alusten automatisoiduissa latausjärjestelmissä ja langattoman tekniikan käyttöön yleisesti meriliikenteessä.
Opinnäytetyön päätavoitteena on luoda kuva ongelmista, joita syntyy, kun suunnitellaan standardoitujen langattomien tekniikoiden kuten IEEE 802.11, BT, LTE tai IEEE 802.15.4 käyttöönottoa sähkölaivojen latausjärjestelmien kommunikaatiossa. Tätä tutkittiin unohtamatta kyberturvallisuuden näkökulmaa ja meriteollisuuden erityisvaatimuksia.
Ehdotus automatisoidun latausjärjestelmän langattomaan viestintään sisältää yhden kenttäväyläprotokollan ja kaksi eri langatonta tekniikkaa toimimaan toistensa varajärjestelminä. Ehdotettu lähestymistapa toteutettiin ja testattiin onnistuneesti maalla. Testausta merellä ei ollut mahdollista toteuttaa. Opinnäytetyön tuloksena on, että UHF IP -radiot soveltuvat parhaiten kyseiseen tehtävään suorituskykynsä ja meriteollisuuden asettamien vaatimusten vuoksi.
The main goal of this thesis is to build a big picture of the problems and complexity that arise when planning to implement standardized wireless technologies like IEEE 802.11, BT, LTE or IEEE 802.15.4 on shore to ship charging applications. This is studied without forgetting the aspects of cyber security and specific requirements that the industry itself requires to be fulfilled.
In this thesis, a proposal for wireless communication in automated charging system is presented. It includes a single communication protocol and two different redundant wireless technologies. The proposed system was successfully implemented and tested on land. Sea trials were not possible to carry out. The main result of the thesis is that the UHF IP radios are more suitable than Wi-Fi routers for automated charging systems in maritime environment.
Opinnäytetyön päätavoitteena on luoda kuva ongelmista, joita syntyy, kun suunnitellaan standardoitujen langattomien tekniikoiden kuten IEEE 802.11, BT, LTE tai IEEE 802.15.4 käyttöönottoa sähkölaivojen latausjärjestelmien kommunikaatiossa. Tätä tutkittiin unohtamatta kyberturvallisuuden näkökulmaa ja meriteollisuuden erityisvaatimuksia.
Ehdotus automatisoidun latausjärjestelmän langattomaan viestintään sisältää yhden kenttäväyläprotokollan ja kaksi eri langatonta tekniikkaa toimimaan toistensa varajärjestelminä. Ehdotettu lähestymistapa toteutettiin ja testattiin onnistuneesti maalla. Testausta merellä ei ollut mahdollista toteuttaa. Opinnäytetyön tuloksena on, että UHF IP -radiot soveltuvat parhaiten kyseiseen tehtävään suorituskykynsä ja meriteollisuuden asettamien vaatimusten vuoksi.