列车通信网网关实时协议应用研究

论文摘要

列车通信网络(TCN)采用两级总线型拓扑结构:连接各节车厢的绞线式列车总线和连接车辆内部各种设备的多功能车辆总线。两条总线使用各自的通信协议,为列车设备状态监视、故障诊断和控制提供信息通道。TCN网关作为列车通信网上的一个节点,其功能是连接车辆总线(MVB)和列车总线(WTB),通过运行在上面的软件,完成协议转换,实现跨总线的信息传送。本文首先给出了列车通信网网关的总体设计,并对网关上的各个模块进行了简单的介绍,重点分析了列车通信网网关中的实时协议,根据其功能将实时协议划分为过程数据模块和消息数据模块两大部分。其中,过程数据模块用于实现对实时性要求较高的周期性数据的传输,消息数据模块用于实现非周期性的数据传送。其次,本文简要分析了列车通信网络的过程数据通信和消息数据通信的实时性。列车通信网络是一种典型的实时控制网络,其实时性非常重要,它直接影响着整个列车的通信性能。对于列车上偶发性数据(过程数据)和非偶发性数据(消息数据)而言,通信调度方式的选择以及响应时间的长短直接影响着列车通信网络的实时性性能。最后,本文给出了过程数据通信和消息数据通信的调试流程。列车通信网网关的开发已经完成,并且对CPU模块、MVB模块和WTB模块逐项进行了功能测试,网关完成了WTB与MVB协议的转换,实现了全列车的信息交换。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 列车通信网发展现状
• 1.3 论文的内容与结构
• 2 列车通信网网关简介
• 2.1 列车通信网络结构
• 2.2 TCN 网关简介
• 2.3 TCN 网关软件架构
• 2.4 实时协议概述
• 2.5 小结
• 3 过程变量模块设计
• 3.1 过程变量模块概述
• 3.2 过程数据链路层接口
• 3.3 应用层接口
• 3.4 过程数据实时性分析
• 3.5 小结
• 4 消息数据模块设计
• 4.1 消息数据模块概述
• 4.2 网络层接口设计
• 4.3 传输层接口设计
• 4.4 会话层和应用层接口设计
• 4.5 消息数据实时性分析
• 4.6 小结
• 5 实时协议软件调试
• 5.1 过程数据通信调试流程
• 5.2 消息数据通信调试流程
• 5.3 小结
• 6 总结
• 6.1 论文小结
• 6.2 论文需改进的地方
• 致谢
• 参考文献