GSM-R车载通信系统的MVB一类设备设计与实现

CTCS-3级列控系统是"十一五"科技支撑计划"中国高速列车关键技术研究及装备研制"项目的重要研究内容之一.CTCS-3级列控系统的重要特点之一是采用GSM-R数字移动通信系统传输车-地双向列控数据,GSM-R车载通信系统是CTCS-3级列控系统的重要组成部分,其结构见图1.由图1可知,无线传输模块( RTM)中的通信控制单元与列车超速防护系统(ATP)通过多功能车辆总线( MVB)进行通信.MVB-类设备集成在RTM通信控制单元中,具有UART和MVB 2个通信接口:UART接口负责与通信控制单元中的主控制器通信;MVB接口负责与ATP设备通信,实现RTM通信控制单元与ATP设备间的通信.     

城市轨道交通新型车载信号设备以太网网关的设计

目前轨道车辆常用的串行控制总线面临总线阻塞和控制时间延迟等问题,以太网通信总线是未来发展方向。对车载信号设备与不同车载网络总线间的通信进行了阐述,分析MVB(多功能车辆总线)和以太网的报文,完成了MVB-TCP/IP通信模块的设计,实现以太网通信协议与MVB间的数据传输。     

CTCS-3级车载系统MVB接入设备的研究与实现

介绍CTCS-3级列车车载系统采用多功能车辆总线(MVB)进行通信的功能单元以及各个单元间的周期性和突发性通信行为。在对MVB总线协议以及上层应用协议进行分析的基础上,以MVB-Ethernet网关为例,详细介绍MVB通信网关的硬软件实现技术以及MVB网关设备在半实物仿真平台中的应用。     

基于ARM和FPGA架构的地铁车辆MVB总线分析仪设计

车辆通信多功能总线(MVB)已成为城市轨道交通车辆通信的主流。将FPGA(现场可编程门阵列)的高速信号采集的优势与ARM(嵌入式微处理器)可嵌入实时操作系统的特点相结合,研制了基于嵌入式系统的便携式总线分析仪。搭建了测试系统,在MVB设备EDCU(车门电子控制单元)中进行试验验证。验证结果表明,该总线分析仪可实现与MVB设备的主帧发送和从帧回复的精确采集和解码,可用于地铁车载MVB设备的故障检测和维修等。     

具有MVB接口的输入输出设备的分析

描述了具有列车通信网络(TCN)总线的列车网络控制系统的组成,介绍用于司控台的具有车载多功能总线(MVB)接口的输入输出(I/O)设备,对I/O设备进行详细的需求分析和设计分析,总结了I/O设备的功能特点。     

基于MPC8245车载通信设备的设计

结合嵌入式系统,从硬件和软件提出一种基于MPC8245的车载通信设备设计方案.以VME作为板级通信总线,搭建了MPC8245与TCN网络MVB层的互联系统.在VxWorks操作系统下,开发以太网接口与PC机通信,完成MVB网络功能验证试验,并通过PC机对网络进行配置和监控.     

基于FPGA的MVB1类设备网卡的设计

考虑到MVB1类设备网卡支持简单的过程数据传送(功能代码为0～4)和设备状态响应(功能代码15)，不支持消息数据、过程数据强制功能的情况，提出利用FPGA(现场可编程门阵列)开发MVB1类设备网卡。这样，在完成通信功能的同时，可以无需外加CPU即完成一些简单的IO、AD等功能，也可以设计出总线方式与CPU相连。实践证明MVB1类设备网卡采用PC104接口与宿主CPU连接，具有110个256位的过程数据通信能力；用FPGA开发MVB1类设备网卡比用MVBC芯片更具优势。     

一种新型MVB通信板的探究

结合车载安全计算机技术的发展,以ARM7系列为核心控制器,采用SOPC技术,设计了一种全新的VME总线接口MVB通信板卡。重点介绍了基于USB通信接口,使用VC++6.0开发的上位机试验环境及试验结果。     

基于SOPC技术的MVB网卡在分布式车载故障检测记录系统中的应用

针对现有分布式车载故障检测记录系统所用控制器局域网(CAN)不适合用作车辆总线的情况,提出采用多功能车辆总线(MVB)的方案.详细阐述了系统结构改造及工作原理转换等关键设计理念,设计了一种基于SOPC(可编程片上系统)技术的多功能接口MVB网卡,给出其软硬件实现方案,最终在实验室进行组网测试,验证了设计的正确性和可行性.改造后的系统网络传输距离更远、速率更高,并且具有较好的实时性和可靠性.     

高速列车通信网络技术特点及其应用

现代列车朝高速化、自动化、舒适化方向发展已经成为必然趋势.列车通信网络已成为高速列车控制系统的关键技术.它能够通过对列车运行及车载设备动作的相关信息进行集中管理,从而保障列车安全高速运行.介绍了列车通信网络的两条总线,即纹线式列车总线(WTB)和多功能车辆总线(MVB),并分析了两层网络拓扑结构.根据现场总线技术在我国高速列车上的应用情况,比较了WTB、MVB、LonWorks、CAN等几种总线的特点,根据其特点可选取不同的应用领域.     

MVB网络接口单元的FPGA实现

介绍了列车通信网和多功能车厢总线(MVB),分析了国外先进的MVB网卡通信机制与特点,在此基础上,提出了一种主动式MVB网卡的FPGA实现方法,并采用了功能相关的模块分组验证方法,对MVB系统进行功能验证及时序验证。     

具有USB接口的MVB适配器的开发

为了实现程序下载、MVB网络配置、数据转储、状态监视等功能,提出一种通过目前流行的通用串行总线(USB)将MVB与通用计算机连接的方案。详细介绍了具有USB接口的MVB总线适配器的硬件原理及软件编程方法。试验表明,设计满足功能要求,是可行的。     

多功能车辆总线网络中网络节点的设计研究

多功能车辆总线(MVB)是分布式工业控制系统的一种应用形式,其核心部分是网络节点.提出构建一个MVB网络节点的设计方法.采用时序转换机制实现网络节点中上位机Host CPU和网络接口单元(NIU)之间信息的传输,并在实验室条件下进行了仿真试验.试验结果验证了设计的可行性、通用性.     

基于有限状态机的轨道交通多功能车辆总线网络动态性能仿真分析

鉴于MVB(多功能车辆总线)网络在轨道交通列车上的广泛应用,选取网络效率、网络利用率和网络吞吐量等表征MVB网络动态性能的关键评价指标,基于Stateflow有限状态机工具箱构建模块化MVB网络模型,并利用该模型分析了数据长度、设备数量、传输介质等因素对MVB网络动态性能的影响.     

一种基于MVB网络通信的中央控制设备设计方案及其实现

介绍中央控制设备CCU的功能和软、硬件设计方案和实现原理,该设备基于MVB网络通信,是TCN网络控制系统中的关键设备之一,集MVB网络通信功能、MVB总线管理功能、网络配置和监视功能、图形化编程功能于一体,支持用户网络通信配置、控制软件和诊断软件的开发。用户可利用网络配置监视软件NCMS对CCU的网络通信进行参数配置,并对连在MVB网络上的各类MVB设备状态进行远程监视。同时,用户可以利用符合IEC61131标准的OpenPCS图形化编程软件方便、可靠地开发列车级或者车辆级的各种控制和故障诊断程序。另外该设备还具有热备冗余功能,增强了设备运行的可靠性。该设备已应用于上海低速磁悬浮列车和西南交通大学磁浮中心等工程项目中,运行稳定,性能良好。     

采用光纤接口的机车总线网卡设计

介绍了出口伊朗的ＴＭ１型电力机车微机控制系统的牵引控制单元（ＴＣＵ）与中央控制单元（ＣＣＵ）之间信息交换的多功能机车总线（ＭＶＢ）网卡硬件设计及其工作原理，阐述了ＭＶＢ网卡硬件电路的在个主要部分：与ＴＣＵ的接口部分、主控制器部分和光纤接口部分。这种网卡设计电路简单，提高了信息交换的可靠性，加快了信息传输速度。经功能调试表明，网卡达到了技术要求。