WTB列車總線網(wǎng)的研究和實(shí)現(xiàn).pdf

1、列車通信網(wǎng)絡(luò)將整個(gè)列車的電氣設(shè)備連成一個(gè)整體，司機(jī)對(duì)整個(gè)列車的控制命令通過(guò)列車通信網(wǎng)絡(luò)送到列車的各個(gè)車廂，列車的各個(gè)車廂工作狀態(tài)通過(guò)列車通信網(wǎng)絡(luò)送到司機(jī)顯示臺(tái)上，讓整個(gè)列車有效而安全地工作。此外，該系統(tǒng)能夠滿足列車重聯(lián)和鐵道客車智能化、網(wǎng)絡(luò)化的需要。 1999年6月IEEE委員會(huì)通過(guò)了IEC61375-1標(biāo)準(zhǔn)作為TCN(列車通信網(wǎng))的標(biāo)準(zhǔn)。同年，IEEE委員會(huì)也制訂出了車載通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)IEEEStd1473-1999標(biāo)準(zhǔn)，并將T

2、CN和LONWORKS同時(shí)納入其中。我國(guó)列車推薦使用TCN標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)總體結(jié)構(gòu)把列車通信網(wǎng)規(guī)定為：由絞式列車總線WTB和多功能車輛總線MVB組成。其中WTB應(yīng)用于整個(gè)列車，將全部車廂連接起來(lái)構(gòu)成列車通信網(wǎng)絡(luò)；MVB用于車廂內(nèi)部連接各個(gè)電器設(shè)備。本文研究的是作為列車總線網(wǎng)的WTB絞式列車總線網(wǎng)。 在消化IEC61375-1標(biāo)準(zhǔn)后，我們發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)適配器是WTB總線網(wǎng)的關(guān)鍵部件，從而重點(diǎn)加以研究。明確了網(wǎng)絡(luò)適配器的功能，組成和技術(shù)要求，

3、并進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)。按照實(shí)時(shí)協(xié)議設(shè)計(jì)了通信指令和數(shù)據(jù)幀的類型和格式。IEC61375-1標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了兩種通信方式：“基于源地址尋址技術(shù)周期性數(shù)據(jù)傳送”，和“非周期的消息數(shù)據(jù)傳送”。傳送采用Manchester碼。每個(gè)適配器有3個(gè)通道，每個(gè)通道要求是雙余度結(jié)構(gòu)。根據(jù)其技術(shù)要求進(jìn)行節(jié)點(diǎn)機(jī)及元、器件等的選擇。選用體積小、溫度范圍寬、可靠性高的嵌入式PC/104工控機(jī)作為節(jié)點(diǎn)處理機(jī)；選用ALTERA公司的Cyclone系列FPGA器件作為網(wǎng)卡的核心

4、器件。最后，實(shí)現(xiàn)了基于PC/104系統(tǒng)處理機(jī)的網(wǎng)絡(luò)適配器。 在網(wǎng)絡(luò)適配器實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，采用了先進(jìn)的QuartusⅡ4.0等EDA工具，解決了一系列關(guān)鍵技術(shù)：通信和索引存儲(chǔ)器的優(yōu)化，分布式數(shù)據(jù)庫(kù)，曼徹斯特編碼器、解碼器，循環(huán)冗余校驗(yàn)器、幀的生成，多個(gè)狀態(tài)機(jī)的實(shí)現(xiàn)并集成在一片F(xiàn)PGA中。此項(xiàng)具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的基于TCN標(biāo)準(zhǔn)的WTB網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，可對(duì)打破國(guó)外在TCN網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)上的壟斷，填補(bǔ)國(guó)內(nèi)在這一技術(shù)領(lǐng)域的空白，具有重要意義。