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30000字硕士毕业论文根据MVBC在现场可编程门阵列中的描述和研究

论文类型:硕士毕业论文
论文字数:30000字
论点:列车,通信网络,总线
论文概述:

列车通信网络简介近年来,随着嵌入式微机控制技术和现场总线技术的发展,现代列车的过程控制己从集中型的直接数字控制系统发展成为基于网络的分布式控制系统川,高速电力列车上控制系

论文正文:

  绪论        1.1列车通信网络简介近年来,随着嵌入式微机控制技术和现场总线技术的发展,现代列车的过程控制己从集中型的直接数字控制系统发展成为基于网络的分布式控制系统川,高速电力列车上控制系统的关键技术—列车通信网络(TrainCommunicationNetwork,简称TCN)也蓬勃发展起来。列车通信网络集计算机技术、检测控制技术、网络通信技术为一体,实现全列车环境下的信息交换及控制系统的分布式控制,进而保证列车的正常运行,是列车系统信息化的基础[0列车通信网络将动车组的动车和拖车上由计算机控制的部件互相联网通信,从而实现资源共享以及完成列车的控制功能[3-4],其信息主要包括以下三部分:(1)远程控制信,。包括用于牵引的信息和车辆的空调、车门、照明和倾摆控制等信息;(2)诊断信息。包括设备故障和维修等信息;(3)旅客服务信息。包括报站、转车和订座等信息[5-6]0列车通信网络主要分为两种类型:T型(TCN)和L型(LonWorks)[}],本文只讨论T型网络。T型(TCN)网络基于IEC61375-1标准,由绞线式列车总线(WireTrainBus,简称WTB)和多功能车辆总线(MultifunctionVehicleBus,简称MVB)两层总线组网而成[}]oWTB总线连接列车系统中的各个网络节点(网关),每个网络节点可看作一个基本运转单元;MVB总线连接一个基本运转单元中的各种车载电子设备。MVB总线可以通过网络节点连到WTB总线上,实现不同基本运转单元内电子设备之间的通信。        列车通信网络的典型拓扑结构如图1.1所示[0!}ODOOOOODO}0今一车总线w丁B┌──┐┌──┐┌──┐│节点││节点││节点│└──┘└──┘└──┘单.、线MVBia}又MVB图1.1列车通信网络拓扑结构Fig.1.1TopographyofTCN列车通信网络的任务主要有11“1:(1)实现各动车的重联控制;(2)实现全列车(动车和拖车)的自检控制(如制动控制、门控制、空调控制、轴温检测)及故障诊断决策;(3)实现全列车所有由计算机控制的单元联网通信和资源共享。.2国内外列车通信网络发展概况1.2.1国外列车通信网络发展状况国际上已制定了两个列车通信网络标准:1999年美国电气与电子工程师协会公布了《列车通信协议》,即IEEE1473;同年国际电工委员会公布了《铁道电气设备列车总线第1部分:列车通信网络(TCN)》,即IEC61375-1}4}}\'1。         下面以表格形式追溯一下国外列车通信网络发展史【izl0表1.1国外列车通信网络发展史Tab.1.1ForeignTCNhistory时间事件1970}I980车载微机的雏形分别在Siemens公司和BBC公司出现19801990出现了多种列车通信网络,如Siemens公司的SIBAS系统、ADtranz公司的MICAS系统、ALSTOM公司的FIP系统等1992.6第22工作组以委员会草案的形式,把列车通信网络规定为由多功能车辆总线MVB和绞线式列车总线WTB两层结构组成1994.51995.91999.6欧洲铁路研究所对由瑞士SBB、意大利FS、德国DB、荷兰NS的车辆编组组成的运营试验列车进行了全面的TCN试验第22I作组在以Siemens的DIN43322,ABB的MVB和意大利的CD450等运行经验的基础上制定了TCN协议IEC61375-1正式成为国际标准从表1.1中可以看出国外列车通信网络从出现到建立标准用了大约20年的时间。在上个世纪最后的20几年里,国外列车通信网络得到了快速发展,一步一步实现了标准化。 参考文献[1」刘文清.基于TCN的列车通信网络系统研究【D].北京:北京交通大学,2007.[2]邱志坚.UIC556网关设计及UMS模块实现【D].大连:大连理工大学,2006.[3〕左健存,蒋晓黎.高速列车通信网的技术特点及其在机车车辆上的应用〔J].交通与计算机,1999, 17 (4):40-43.严云升,列车通信网络及其与设备的连接方式【J].机车电传动,2002, (02) :23-25.[5〕方旭明,诸昌铃.旅客列车旅客信息系统数字信息子系统的研究【J].铁道学报,1998,(02):67-70.路向阳.列车通信网络的发展与应用综述〔J].机车电传动,2002, (01) :5-9.李国平.列车通信网络WTB/MVB与LonWorks的技术比较与应用【J〕铁道车辆,2004, (O1):22-25.蔡颖.多功能车厢总线控制器(MVBC)的研究与设计【D].成都:西南交通大学,2005.[9]龚志鹏.基于MVB的新一代机车逻辑控制单元的研究〔D].长沙:中南大学,2005.杨志仁,王雪梅,倪文波.基于LonWorks技术的列车通信网络CJ].测控技术,2000,(06):13-15. IEC.IEC61375-1:Electric Railway Equipment-Train Bus Part I:Train CommunicationNetwork[S].IEC, 1999.奚国华,路向阳,夏寅.我国列车通信网络的实践与开发探讨【J].机车电传动,2000, (1):2-5.张元林.列车控制网络技术的现状与发展趋势【J].电力机车与城轨车辆,2006, 29 (4):1-4.常振臣,牛得田,王立德等,列车通信网络研究现状及展望【J].电力机车与城轨 辆,2005, 28 (3):5-7.路向阳.我国列车通信网络的发展与应用【J].机车电传动,2001, (06) :1-5.李蔚,陈超录,杨颖.“中华之星”高速列车控制与网络系统【J].机车电传动,2003, (05):75-79.严云升.T型列车通信网络的偶发性数据传送【J].机车电传动,2004, (03) :56-59. Zur Bonsen. The Multifunction Vehicle Bus (MVB) [J].Factory CommunicationSystems,1995,(10):27-34.[19〕李常贤,谢步明.TCN通信技术的自主研发[J].机车电传动,2006, (02) :10-13.[20] Kirrmann H, Zuber P. A. The IEC/IEEE Train Communication Network [J].IEE Micro,2001, 21(2):81-92.[21〕李红.MVB1类设备控制器的FPGA设计〔D].大连:大连理工大学,2006.  摘要 4-5 Abstract 5 1 绪论 8-12     1.1 列车通信网络简介 8-9     1.2 国内外列车通信网络发展概况 9-10         1.2.1 国外列车通信网络发展状况 9-10         1.2.2 国内列车通信网络发展状况 10     1.3 国内列车通信网络技术发展存在的问题 10     1.4 论文的内容和结构安排 10-12 2 TCN网络结构概述 12-15     2.1 TCN网络层次结构 12     2.2 TCN数据类型 12-13     2.3 TCN的数据传输过程 13-15 3 MVB的通信原理 15-23 4 MVBC设计 23-48     4.1 MVBC概述 23-25     4.2 MVBC整体框架及数据处理简述 25-27         4.2.1 MVBC整体框架 25         4.2.2 MVBC数据处理简述 25-27     4.3 编码模块 27-31         4.3.1 编码模块整体结构 28         4.3.2 编码模块设计 28-31     4.4 译码模块 31-32         4.4.1 译码模块整体结构 31-32         4.4.2 译码模块设计 32     4.5 报文分析单元 32-35         4.5.1 报文分析单元功能描述 32-33         4.5.2 报文分析单元设计 33-35     4.6 内部寄存器模块 35-37         4.6.1 内部寄存器模块整体结构 35-36         4.6.2 内部寄存器模块设计 36-37     4.7 主控制单元 37-39         4.7.1 主控制单元功能描述 37         4.7.2 主控制单元设计 37-39     4.8 中断逻辑 39-40         4.8.1 中断逻辑功能描述 39         4.8.2 中断逻辑设计 39-40     4.9 通信存储控制器 40-46         4.9.1 通信存储控制器功能描述 40-41         4.9.2 通信存储控制器设计 41-46     4.10 地址逻辑 46-48         4.10.1 地址逻辑功能描述 46         4.10.2 地址逻辑设计 46-48 5 MVBC仿真验证 48-56     5.1 编码模块仿真验证 48-50     5.2 编、译码模块联合时序仿真验证 50-52     5.3 通信存储控制器与地址逻辑联合功能仿真验证 52-56 结论 56-57