NMEA 0183

NMEA 0183とは



NMEA 0183は、船舶用電子機器間でデータをやり取りするための通信規格です。この規格は、アメリカ海洋電子機器協会（NMEA）によって定義・管理されています。音響測深機、ソナー、風向風速計、ジャイロコンパス、オートパイロット、GPS受信機（GNSS受信機）など、多岐にわたる機器で採用されており、航海機器のデータ通信において重要な役割を果たしています。

GPS/GNSSに関しては、洋上だけでなく地上でも同様の仕様が用いられています。

歴史



NMEA 0183は、NMEA 0180とNMEA 0182の後継規格として登場しました。レジャー用船舶では、より新しいNMEA 2000規格への移行が進みつつありますが、商業船舶の分野では、現在もNMEA 0183が主流として利用されています。

技術仕様



電気的な規格としてはEIA-422がベースとなっていますが、実際にはEIA-232 (RS-232) ポートでも動作する機器が多く見られます。規格では絶縁された入出力を求めていますが、この要件を満たさないハードウェアも存在します。

NMEA 0183は、単純なASCIIシリアル通信プロトコルで、「トーカー（talker）」と呼ばれる送信側から、複数の「リスナー（listener）」と呼ばれる受信側へ、データを「センテンス（sentence）」と呼ばれる形式で送信します。中間エクスパンダを使用することで、トーカーはほぼ無制限のリスナーと通信でき、マルチプレクサを利用することで、複数のセンサーからのデータを1つのコンピュータポートに集約できます。

この規格では、アプリケーション層において、各センテンス（メッセージ）タイプの内容も定義されており、これにより全てのリスナーがメッセージを正確に解析できます。

NMEA 0183はRS422トランスポートのみを定義していますが、NMEA0183のセンテンスをUDPデータグラムに入れ、IPネットワークで送信する運用も事実上の標準となっています。

規格の入手性



NMEA規格はプロプライエタリな規格であり、有償で販売されています（NMEA会員は除く）。しかし、規格の大部分は公開された情報からリバースエンジニアリングされており、広く利用されています。

NMEA-0183HS



NMEA-0183HSという規格のバリエーションも存在します。これは、変調レートを38,400と規定したもので、AIS（自動船舶識別装置）で一般的に使用されています。

メッセージ構造



NMEA 0183のメッセージは以下の構造を持ちます。

  • - すべてのデータは、0x20（スペース）から 0x7e (~) の範囲の印刷可能なASCII文字で構成されます。
  • - メッセージの長さは最大82文字です（開始文字と<LF>を含む）。
  • - 各メッセージは、$（従来のメッセージの場合）または !（特別なカプセル化メッセージの場合）で始まります。
  • - 次の5文字で、トーカー（2文字）とメッセージタイプ（3文字）を識別します。
  • - 続くデータフィールドはカンマで区切られます。
  • - データがない場合は、フィールドは空（カンマとカンマの間には何もなし）になります。
  • - 最後のデータフィールドの直後にはアスタリスク（）が表示され、その後ろにチェックサム（2桁の16進数）が続きます。チェックサムは、開始文字($または!)とアスタリスク（）の間のすべての文字のASCIIコードの排他的論理和です。
  • - メッセージは、<CR><LF> で終了します。


例:

軌跡到着アラームの例：


$GPAAM,A,A,0.10,N,WPTNME32


AISメッセージの例：


!AIVDM,1,1,,A,14eG;o@034o8sd062D,07D


GPS, GNSS でのメッセージ種別



主要なトーカーIDには、以下のようなものがあります。


NMEAメッセージには、様々なセンテンスが含まれます。

ベンダー拡張



多くのメーカーは、製品の保守や診断のために、標準のNMEAメッセージに加えて、独自の拡張メッセージを導入しています。これらの拡張メッセージは、$Pで始まり、標準化されていません。

NMEA 0183データを扱うソフトウェア



NMEA 0183データを扱うソフトウェアとして、以下のようなものが挙げられます。

  • - GPS, GNSSソフトウェア
  • - NetStumbler
  • - Rand McNally StreetFinder
  • - Magic e-Map
  • - NemaTalker NMEA instrument simulation
  • - Microsoft Streets & Trips
  • - Microsoft MapPoint
  • - Serotonin Mango M2M (NMEA準拠の気象ステーション向け)
  • - MapKing
  • - gpsd - Unix GPS Daemon
  • - GPSy X for Mac OS X
  • - Turbo GPS PC/PPC
  • - GRLevelX Weather Suite
  • - Google Maps Mobile Edition (Java ME Devices)
  • - JOSM - OpenStreetMap Map Editor
  • - PolarCOM - デジタル/アナログNMEA機器セット
  • - Avia Sail - NMEA 0183およびNMEA 2000対応のPC機器
  • - ゼンリン電子地図帳
  • - スーパーマップル・デジタル 10（昭文社）
  • - カシミール3D

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