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船舶自动识别系统(AIS)是一种新型的助航系统及设备，目前已发展成通用自动识别系统(UAIS)。本论文首先介绍了AIS的产生背景和原因、发展现状、主要功能以及系统框图等。AIS通信系统物理层的设计，也就是无线数据传输的实现是本论文研究的主要内容。文章阐述了GMSK数字调制方式的基本原理以及实现方法，分析了其功率谱、频带利用率、信噪比及信号的其它特点等等。FX489是英国CML公司生产的一种单片同步高速Modem。它的数据传输速率和带宽时间分量都能很好的满足AIS物理层通信对调制解调指标的要求，因此被本论文选用。论文详细介绍了FX489的内部结构框图，芯片外部引脚及其功能，典型发送眼图、误码率性能及功率谱密度等性能特点以及实际应用外围电路等。 本论文研究的单片机最小控制系统包括两部分串行通信，即AIS信息处理器(PC机)和单片机之间的串行异步通信以及单片机和FX489的之间的串行异步通信。对于PC机和单片机的通信，论文选择了接口芯片MAX232进行电平转换，设定了双方通信协议，画出硬件连接图，并设计了通信程序流程及部分程序代码；对于单片机和FX489之间的串行通信，论文采用了8251A扩展了89C51的一对串行口，同时也设计了这部分的通信程序流程及程序代码；另外，还对89C51扩展了一片数据存储器6264。 论文对数据基带传输编码做了简单介绍，阐述了数字基带信号的码型选择的原则。AIS无线传输的技术性能里要求物理层对比特流进行NRZI编码。论文详细介绍了NRZI编码的原理及优点，并用汇编语言实现了该编码以及相应的译码程序。 论文详细分析了单片机控制系统可能出现的各种干扰的干扰源、干扰途径以及干扰的分类，提出了硬件抗干扰的各种方法；然后又对软件抗干扰的各种方法进行了研究和探讨；最后以一个系统非正常复位的故障恢复设计的例子论述了单片机系统故障诊断的思路和方法。