多功能车辆总线MVB关键技术的研究

发布时间：2016-08-14 16:03

  本文关键词：我国列车通信网络的实践与开发探讨，由笔耕文化传播整理发布。

《西南交通大学》 2012年

多功能车辆总线MVB关键技术的研究

杨昌休  

【摘要】：随着我国高速铁路和城市轨道交通的快速发展,列车通信网络TCN (Train Communication Network)在列车上的应用越来越广泛。TCN按功能结构分为绞线式列车总线WTB (Wire Train Bus)和多功能车辆总线MVB (Multifunction Vehicle Bus)。然而,我国对TCN的基础理论研究和应用开发相对国外都较晚,TCN的核心技术仍被国外垄断。在TCN的核心技术中,MVB链路控制协议和MVB总线管理功能的管理器是TCN核心技术中的重要部分,故研究具有总线管理功能MVB的关键技术将对开发具有自主知识产权的MVB产品十分关键。 本文在分析了列车通信网络国际标准IEC61375-1基础上,对MVB关键技术及其MVB实时协议的进行了深入的探讨,探索开发了基于FPGA (Field Programmable Gate Array)的MVB控制器以及基于uCOS-II实时多任务操作系统的MVB管理器,论文主要研究内容如下： 1.MVB总线的分析与总体设计。通过对列车通信网络国家标准IEC61375-1的分析,以MVB总线管理器的功能为研究对象,对MVB总线的关键技术进行了深入的研究。接着对MVB总线总体设计方案进行了探讨,同时对完成MVB总线系统设计的指标进行了分析。 2.MVB控制器的设计。通过对MVB总线控制器的功能需要分析以及设计要求的分析的基础上,采用了可编程门阵列FPGA实现了MVB总线控制器数据链路层的功能；同时基于PC104总线标准完成了MVB通信板卡的硬件电路设计。 3.MVB管理器的设计。根据IEC61375-1标准对MVB总线管理器的总线管理功能和过程数据传输实时性的要求,采用嵌入式实时多任务操作系统uCOS-II,完成了MVB管理器的所具有过程数据性能、设备状态管理、消息数据性能和总线管理性能的设计。 4.MVB总线的实现与一致性测试。在完成了MVB控制器和MVB管理器的基础上,搭建了MVB总线通信网络,并根据IEC61375-2标准采用网络一致性测试完成了对MVB总线的测试,主要包括对了MVB链路控制协议的测试和MVB管理器管理功能通信能力的行为测试。 本文采用FPGA和嵌入式实时多任务操作系统uCOS-II完成了对MVB总线的设计,达到了系统设计时的指标要求。并采用一致性完成了对MVB总线的一致性测试,测试表明：MVB链路层控制协议以及MVB管理器的管理功能的数据通信良好,设备互相兼容,达到IEC61375-1标准MVB部分的要求。

【关键词】：
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：U285
【目录】：

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【引证文献】

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 章洁;列车通信网络一致性测试系统的设计[D];浙江大学;2013年

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 郑耿,贾永乐;现场总线的一致性测试和互操作性测试[J];电子质量;2002年06期

2 郑中亮,乐建锐;基于μC/OS-Ⅱ操作系统的MVB通信实践[J];工业控制计算机;2004年11期

3 戴琪华,戴曙光,穆平安;uCOS实时响应问题的解决方法[J];上海理工大学学报;2002年01期

4 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年01期

5 谢步明,赵明元;列车通信网结构及其协议的研究[J];机车电传动;2000年05期

6 路向阳;我国列车通信网络的发展与应用[J];机车电传动;2001年06期

7 李常贤;谢步明;;TCN通信技术的自主研发[J];机车电传动;2006年02期

8 赵雷;;基于Protel99环境下的PCB抗干扰方法[J];机电产品开发与创新;2007年06期

9 陈修环,黄春波;表示层协议一致性测试的研究与实现[J];计算机研究与发展;1999年02期

10 周博;王石记;邱卫东;彭澄廉;;SHUM-UCOS:基于统一多任务模型可重构系统的实时操作系统[J];计算机学报;2006年02期

中国硕士学位论文全文数据库 前9条

1 柴庆芬;一种高性能实时通信总线的研究和实现[D];武汉理工大学;2005年

2 李红;MVB1类设备控制器的FPGA设计[D];大连理工大学;2006年

3 胡鹏;基于遗传算法的协议一致性测试序列生成研究[D];南京航空航天大学;2007年

4 王克举;TCN一致性测试研究[D];同济大学;2007年

5 杨琛;学习设计一致性测试模型研究与实现[D];华中师范大学;2008年

6 周胜;具有总线管理功能的MVB四类设备关键技术的研究与实现[D];中南大学;2008年

7 周刚;基于PCI总线的MVB网卡设计与实现[D];大连理工大学;2007年

8 黄轶;MVB与工业以太网网关的设计与实现[D];西南交通大学;2010年

9 邝艳菊;列车通信网中MVB总线管理器的研究与实现[D];湖南科技大学;2010年

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 孟庆峰;;实时内核uC/OS-Ⅱ在S3C44B0X上移植的研究与实现[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2008年01期

2 赵飞燕;;嵌入式农药残留检测仪设计[J];安徽农业科学;2011年36期

3 王平;彭杰;严冬;;780MHz物联网开发平台的设计与实现[J];重庆邮电大学学报(自然科学版);2012年02期

4 张振周;胡辉;;基于DSP Builder GPS单通道相关器的设计[J];重庆理工大学学报(自然科学);2011年08期

5 陈丹;蒋红芬;侯雪亚;;基于CDMA 1X无线数据终端的研究和设计[J];江苏技术师范学院学报;2012年02期

6 丁健;;对VHDL语言结构体描述中的行为描述和数据流描述的分析比较[J];滁州学院学报;2008年03期

7 刘德建;郑继禹;;基于流水线技术的FIR滤波器的设计与实现[J];电测与仪表;2008年06期

8 陈文韬;杨晓宏;孙慧琴;;基于IMS的学习设计论文内容分析研究[J];中国远程教育;2011年08期

9 余稀;但涛;;利用VHDL设计扩频通信系统中Gold码[J];电力学报;2011年02期

10 常振臣,牛得田,王立德,田永洙;列车通信网络研究现状及展望[J];电力机车与城轨车辆;2005年03期

中国重要会议论文全文数据库 前7条

1 陈小琴;蒋存波;;基于Verilog HDL的多功能信号发生器的设计与实现[A];2008中国仪器仪表与测控技术进展大会论文集（Ⅲ）[C];2008年

2 黄向东;康学玺;石宝刚;梁书玉;李娜;;基于CDMA的无线网络视频监控系统的设计[A];第三届全国虚拟仪器大会论文集[C];2008年

3 李德明;韩剑;江国强;;基于OV7670的图像采集及显示系统设计[A];2010中国仪器仪表与测控技术大会论文集[C];2010年

4 丛培杰;孟宪元;王丽华;丛树毓;;MP3编码算法FPGA设计与实现[A];全国第4届信号和智能信息处理与应用学术会议论文集[C];2010年

5 王长林;胡萍;余志斌;;动车组列车通信网络技术及国产化方案探讨[A];铁路客运专线建设技术交流会论文集[C];2005年

6 李蕾;;列车通信网络拓扑结构及采用技术初探[A];中国铁道学会第三届标准计量委员会2008年学术交流报告会论文集[C];2008年

7 陈海兵;周国祥;;基于uC/OS-Ⅱ的汽车车身控制嵌入式系统的设计与实现[A];全国第16届计算机科学与技术应用（CACIS）学术会议论文集[C];2004年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 殷进勇;可重构系统中实时任务调度算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年

2 聂晓波;列车控制网络实时性能分析及调度策略研究[D];北京交通大学;2011年

3 徐晓东;基于CCSDS IDC星载图像压缩算法的FPGA实现技术[D];山东大学;2011年

4 黄万伟;基于服务属性区分的可重构任务调度研究[D];解放军信息工程大学;2009年

5 张宏烈;面向可重构系统的资源管理与软/硬件划分研究[D];哈尔滨工程大学;2011年

6 张伟华;基于千兆以太网的光电经纬仪分布式实时通讯系统的研究[D];中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）;2011年

7 齐骥;支持可重构混成体系结构的操作系统研究[D];中国科学技术大学;2006年

8 罗赛;可重构计算系统体系结构研究与实现[D];中国科学技术大学;2006年

9 叶俊民;基于软件体系结构的测试用例生成技术研究[D];哈尔滨工程大学;2005年

10 周学功;可重构嵌入式系统样机平台与操作系统研究[D];复旦大学;2007年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 焦汉明;基于OR1200的嵌入式SoC以太网网关的研究与设计[D];山东科技大学;2010年

2 李海龙;基于OMAP5912准在线故障诊断系统硬件平台研究[D];郑州大学;2010年

3 关杰;嵌入式网络图像处理系统的实现[D];大连理工大学;2010年

4 宋健军;基于USB总线的MVB网卡设计与实现[D];大连理工大学;2010年

5 崔健;基于ARM的喷绘设备控制系统的设计与实现[D];辽宁师范大学;2010年

6 何剑;基于嵌入式数据库技术的智能化教室门牌的设计与实现[D];苏州大学;2010年

7 崔晓英;基于FPGA的硬件实时操作系统设计[D];哈尔滨理工大学;2010年

8 杨菲;基于以太网的PROFIBUS测试平台的研究[D];北京交通大学;2010年

9 李文君;DES、AES和SMS4密码算法的高效可重构实现研究[D];解放军信息工程大学;2010年

10 李玥珩;HX_D3交流传动货运电力机车的辅助电路系统的分析研究[D];大连交通大学;2010年

【同被引文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 许德新;谈振藩;高延滨;;基于Qt组件库应用程序的生成及其跨平台实现[J];东北农业大学学报;2006年03期

2 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年04期

3 姚伟锋;赵俊华;文福拴;薛禹胜;辛建波;;基于双层优化的电动汽车充放电调度策略[J];电力系统自动化;2012年11期

4 赵文;;基于WorldFIP的列车网络控制系统研究[J];工业控制计算机;2011年08期

5 ;IEC列车通信网络[J];机车电传动;1999年03期

6 朱雪峰;许建军;邹彪;张哲;孙雷;;网络协议一致性测试研究综述[J];计算机科学;2009年12期

7 何立强,叶新铭;协议一致性测试平台的设计和实现　[J];计算机工程;2001年08期

8 龙勇;张志利;郭晓刚;;一类基于智能传感器的分布式测试体系研究[J];控制工程;2007年S3期

9 章晓芳;徐宝文;聂长海;史亮;;一种基于测试需求约简的测试用例集优化方法[J];软件学报;2007年04期

10 马云双,周希德,吴复生;基于LONWORKS网络控制技术的内燃动车组控制系统研究[J];铁道学报;2002年01期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 郭超勇;高速动车组列车网络控制若干问题研究[D];北京交通大学;2012年

中国硕士学位论文全文数据库 前4条

1 王克举;TCN一致性测试研究[D];同济大学;2007年

2 张熙;Web应用性能优化模型及测试框架的研究[D];南京航空航天大学;2008年

3 王恩雷;协议一致性测试框架模拟环境的构建与开发[D];北方工业大学;2009年

4 欧阳剑;TCN实时协议的研究与实现[D];西南交通大学;2009年

【二级参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 王文杰,吴进;PCB的电磁兼容性设计[J];长沙航空职业技术学院学报;2003年03期

2 徐步伟,彭云峰,陆旸,金耀辉,胡卫生;链路管理协议的一致性测试[J];电讯技术;2005年04期

3 刘积仁，都军;关于通信协议测试生成形式方法的探讨[J];东北大学学报;1995年02期

4 伍萃秀,杨宗凯;学习对象技术及其应用[J];中国远程教育;2002年02期

5 王斌,杨宗凯;基于LOM的教育资源注册与发现系统[J];中国远程教育;2004年01期

6 李建华;网络学习资源相关标准及其本土化研究[J];中国远程教育;2005年03期

7 吴砥;程文青;杨宗凯;;国际教育信息化技术标准领域的工作[J];中国远程教育;2006年09期

8 胡小勇,祝智庭;学习对象——网络教学技术的新理念[J];电化教育研究;2002年04期

9 谢维达,邵德荣;城市地铁与轻轨列车的微机控制系统[J];电力机车技术;2001年03期

10 严云升;列车通信网络(TCN)配置及传送数据的规范化[J];电力机车技术;2002年02期

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 孔维宏;基于学习设计规范的学习内容管理系统设计[D];华南师范大学;2004年

2 陶勇;测试互操作标准及其一致性研究[D];湖南大学;2004年

3 向欣;学习资源元数据的存储和搜索[D];清华大学;2004年

4 杜振环;MVB四类设备控制器研究[D];大连理工大学;2005年

5 陈芳;基于PC/104的ARINC 429通讯总线的设计与实现[D];南京航空航天大学;2005年

6 蔡颖;多功能车厢总线控制器（MVBC）的研究与设计[D];西南交通大学;2005年

7 汤龙梅;CAN总线与以太网互连系统设计与应用[D];苏州大学;2005年

8 龚志鹏;基于MVB的新一代机车逻辑控制单元的研究[D];中南大学;2005年

9 刘波;基于多功能车辆总线的列车网络关键技术的研究与应用[D];中南大学;2005年

10 张大鹏;CAN总线与以太网互联关键技术的研究[D];南京航空航天大学;2006年

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1 杨志仁,王雪梅,倪文波;基于Lon Works技术的列车通信网络[J];测控技术;2000年06期

2 ;通信[J];电子科技文摘;2000年11期

3 常振臣,牛得田,王立德,田永洙;列车通信网络研究现状及展望[J];电力机车与城轨车辆;2005年03期

4 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年02期

5 王俊景;;列车通信网络简介[J];城市轨道交通研究;2005年06期

6 李国平;列车通信网络WTB/MVB与Lon Works的技术比较与应用[J];铁道车辆;2004年01期

7 刘子建,桂武鸣,丁荣军;基于LonWorks技术的动车组计算机网络控制系统[J];工业仪表与自动化装置;2003年06期

8 楼锦华;;Lon Works监控网络在25T型客车中的应用[J];上海铁道科技;2006年06期

9 丁超义;苗剑;贺德强;章睿;;基于OPNET的列车工业以太网仿真研究[J];广西大学学报(自然科学版);2010年02期

10 彭权威;;基于LonWorks的列车通信网络仿真研究[J];电子元器件应用;2010年10期

中国重要会议论文全文数据库 前2条

1 赵红卫;;列车通信网络的应用与发展[A];铁道科学技术新进展——铁道科学研究院五十五周年论文集[C];2005年

2 张志平;;浅谈CRH5型动车组列车通信网络[A];《河南铁道》2011年第5期[C];2011年

中国博士学位论文全文数据库 前4条

1 刘铭;列车通信网络系统形式化建模与验证方法研究[D];哈尔滨工程大学;2011年

2 王永翔;TCN底层协议建模与实现[D];北京交通大学;2009年

3 朱琴跃;列车通信网络实时性理论与方法研究[D];同济大学;2008年

4 郭超勇;高速动车组列车网络控制若干问题研究[D];北京交通大学;2012年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 符伟杰;列车通信网络特性仿真研究分析[D];西南交通大学;2011年

2 张俊平;基于LAN的列车通信网络模拟及性能分析[D];西南交通大学;2002年

3 侯世良;CRH2列车通信网络软件仿真的研究与实现[D];西南交通大学;2012年

4 裴子秀;基于以太网的列车通信网络性能研究[D];西南交通大学;2014年

5 龚志鹏;基于MVB的新一代机车逻辑控制单元的研究[D];中南大学;2005年

6 蔡颖;多功能车厢总线控制器（MVBC）的研究与设计[D];西南交通大学;2005年

7 宋国忠;MVB实时协议和网络管理的研究与实现[D];大连理工大学;2006年

8 曾秋芬;TCN线路冗余控制单元的研究[D];中南大学;2009年

9 李峰;基于ARM的MVB接口机车逻辑控制模块设计与实现[D];大连理工大学;2006年

10 李振伟;基于PC104总线的MVB主卡设计与实现[D];大连理工大学;2006年

  本文关键词：我国列车通信网络的实践与开发探讨，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：93942