基于LabVIEW的MVB和WTB帧解码方法

介绍了MVB和WTB帧的组成,提出采用LabVIEW程序通过以太网控制示波器实时采集MVB或者WTB设备帧数据的方法,实现了将采集的帧数据根据MVB或者WTB帧的组成进行实时解码,弥补示波器不能对MVB/WTB帧数据解码的缺点和实时监测MVB/WTB设备通信发送的帧数据内容的不足。     

轨道车辆MVB通信网络的实时特性

多功能车辆总线(MVB)应用于轨道交通车辆的车厢级通信网络已经成为新一代列车通信网的发展趋势。采用MVB必须满足轨道车辆对数据传输提出的实时性要求。MVB网络的端到端传输延迟主要包括报文分组在缓存器内的平均等待延迟、发送报文分组延迟、介质传播延迟等,而影响发送报文分组延迟的主要因素是报文分组的平均等待延迟受介质访问控制方式的约束;主设备消息事件请求帧的到达过程服从泊松分布,多消息事件并发引发的事件仲裁延迟是影响消息数据报文延迟的重要因素。仿真实验结果表明,MVB网络的过程数据具有报文分组传输时间确定、报文分组长度对网络延迟影响小等实时特性,但消息数据的报文延迟受网络负载的影响较大。运用排队理论分析主从轮询方式下过程数据的延迟与MVB的轮询周期、通信速率的关系;分析数据表明,该方法可以取代以往的国外经验值来配置网络,而且配置指标更符合实际运行的要求,并已经成功应用于实际设备的测试分析中。     

MVB协议分析装置设计及其实时性分析

介绍多功能车辆总线MVB协议分析装置的功能、软硬件设计方案及实现原理。分析影响MVB协议实时性的关键因子,试验和对比4种不同改进方案下设计的MVB协议分析装置的实时性能,采用状态机模式实现MVB网络数据实时底层解码;采用多重缓冲技术,在无需控制器参与的情况下实现高速USB控制时序,解决了MVB协议分析装置实时性不高的难题。该设备与国外同类产品相比,在实时性、可靠性、灵活性等方面都有明显提高。     

MVB网卡的帧收发器设计

介绍了MVB网卡帧及其收发器的结构,阐述了MVB网卡中帧收发器设计中的一些关键技术问题,采用VerilogHDL硬件描述语言编程,以Altera公司的QuartusⅡ为仿真平台,在FPGA上实现了MVB的链路层的帧收发,从而得到符合IEC61375协议的帧波形。     

基于UMLTCN网络分析

主要对TCN网络进行分析.TCN网络分两层,用于连接车辆内固定设备的车辆多功能总线MVB网络和用于连接各节可动态编组的列车通信网络WTB.本文分析了MVB网络的帧格式、主帧、从帧,变量通信机制和消息事件巡回算法和搜索算法,分析了WTB网络中的消息网络寻址方式以及初运行机制,并采用UML对上面分析结果进行建模.     

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。     

列车MVB总线故障注入方法研究

为了提取不同运行状态下列车通信网络的故障数据特征量,测试不同程度退化的网络性能,以便于对车载网络进行故障诊断和健康管理的研究,设计了一种基于FPGA的MVB网络故障注入设备。通过研究网络故障的发生原理,实现了MVB网络阻抗不匹配、间歇性断路、数据帧错误等故障注入;同时以锁存器(latch)亚稳态结构作为随机数熵源,提出基于"LFSR+latch"结构的真随机数生成模型,模拟偶发性、随机性故障的发生;最后搭建了MVB网络测试平台,通过采集各故障模式下的MVB网络波形数据,提取特征量,进一步验证故障注入方法的可行性。     

多功能车辆总线(MVB)控制

介绍了MVB总线的物理层、帧和报文的格式与时序,以及从德国BOMBNARDIER引进的地铁总线自动控制的实现。     

MVB中继器编解码的设计与实现

针对传统差分信号网络中继器不具备编解码能力,无法实现对MVB帧的特殊控制,提出一种基于FPGA的MVB中继器设计方案。详细分析了中继器解码器和编码器的设计过程,包括时延分析和计算、超长帧的判断和截断、帧间隔调整的时延整定与实现等方面的具体设计。通过实际测试,对时间参数进行分析对比,验证了设计的可行性。     

MVB通信网卡的研制与开发

在分析MVB通信协议特点的基础上,依据MVB网卡的设计需求,详细介绍了通信网卡的硬件结构、器件组成和接口实现,在系统软件设计中,根据MVB过程数据、消息数据和监控数据的不同特点,介绍了MVB通讯控制器的链路层接口函数.     

MVB网络周期轮询算法优化与仿真研究

多功能车辆总线(MVB)主设备通过预置的周期扫描表实现对周期信息的实时调度。针对使用传统方法构建周期扫描表所造成的负载信息均匀度较差这一缺陷,在对构建周期扫描表这一组合优化问题进行数学建模的基础上,提出了一种基于免疫遗传算法的优化方案。该算法通过采用"免疫算子"能够有效避免抗体适应度的退化,达到高效求得周期扫描表最优解、周期信息负载均匀度大幅提高的目标。并在OPNET Modeler网络仿真平台中搭建了由MVB主、从设备构成的MVB网段,通过仿真验证了优化方案的有效性。     

基于Verilog HDL的多功能车辆总线编码器设计

讨论多功能车辆总线MVB以及目前国内外MVB网络产品的开发情况,阐述IP核的基本特征及其在SOPC设计中的重要性.在此基础上,设计MVB Encoder模块的总体方案,采用Veriiog硬件描述语言在QUARTUS Ⅱ 6.0上实现其IP核的设计,通过Modelsim SE 6.2 b仿真平台对MVB主帧进行仿真验证.仿真结果表明设计的正确性,可为MVB网络产品的开发提供一种有效的实现方法.     

基于Logistic集成学习的列车MVB网络异常检测方法研究

多功能车辆总线(Multifunction Vehicle Bus,MVB)已经广泛应用于轨道交通车辆,而恶劣的工作环境易造成MVB网络通信性能退化,严重时危及行车安全。在对MVB网络常见故障进行分析的基础上,从MVB物理层和数据链路层中提取网络状态特征,提出了一种基于异质Logistic集成学习的MVB网络异常检测方法,及时检测MVB网络异常,最大限度地避免故障修。通过搭建MVB网络试验平台,进行多组故障注入试验,试验结果验证了方法的有效性。     

长沙磁浮列车MVB通信故障机理研究

分析了长沙磁浮列车在调试过程中出现的一起MVB网络通信故障,指出MVB信号尾帧异常振荡是导致故障的直接原因。根据传输线理论,结合对振荡现象的分析,排查出列车MVB网络外接设备存在接触不良是导致故障的根本原因。通过理论公式与仿真建模研究了可能导致故障发生的主要因素,全面地解释了故障现象,为提高列车网络通信系统电磁兼容性和可靠性提供了重要参考。     

基于虚拟现实技术的列车网络实时控制可视化

针对TCN列车控制网络,通过自主研发的MVB/USB网关,在解决了MVB网络数据捕获及解析等难题的基础上,上位机采用＂生产者—消费者模型＂完成数据采集及处理,满足网络调试及人机交互对实时性的要求,最后综合应用网络通信技术、虚拟现实技术、三维图像技术、虚拟仪器技术,设计并实现了一套列车网络实时控制可视化的系统,以虚拟动画的形式实时响应来自列车网络的控制指令及状态信息。可用于试验教学、技术培训以及机车车辆的网络研发等。     

浅析南京地铁1号线与2号线列车网络

南京地铁1号线的列车总线采用的是FIP协议,并以此构建了列车信息监控系统（TIMS）。而2号线列车以MVB技术为基础构建了全新的列车控制网络（TCMS）。在1号线FIP的基础上,介绍了使用在2号线列车MVB总线的物理层、帧及其时序。     

基于C#语言的MVB网络数据监视分析软件设计

为了提高列车控制系统MVB协议分析仪的通用性并完善其功能,开发了一种基于C#语言的MVB网络数据监视分析软件,实现了数据库配置、数据存储、数据筛选转存为Excel文件、实时监控项目状态和数值、绘制相应变量变化趋势图等功能;依据不同列车的MVB总线协议动态配置数据库,对多种列车MVB网络数据进行监视和分析;通过使用类库中的Thread类和OLEDB类等,大大提高了程序的运行效率和界面的友好性。     

多功能车辆总线非周期数据实时性分析与带宽分配的优化设计

在分析MVB数据传输机制的基础上,提出了非周期数据通信的优化带宽分配策略,推导出了相应的带宽分配策略的计算公式,并在实例中对优化后的策略进行了分析研究和性能比较。对带宽分配方法进行优化后,非周期数据通信的实时性有比较明显的提高。     

基于UART Emulation技术的MVB网卡设计与组网研究

提出一种MVB网卡设计方案,在主机与MVB控制器的架构上结合UART Emulation技术,较为完善地实现了MVB设备的过程数据、消息数据、用户编程等功能。利用所设计的网卡与其他MVB网络设备进行MVB组网研究,依据单调比率算法进行周期扫描表的设计,在所搭建的网络平台上进行基本的通信测试,验证了设计的正确性和可行性。该网卡尺寸符合标准3U大小,便于与其他网络设备集成于工控机箱之中。     

多功能车辆总线的通信性能分析及仿真

介绍了多功能车辆总线的通信协议，提出了该总线网络的性能分析方法。通过对过程数据的分析，得出了过程数据的吞吐量。分析了主设备消息事件请求帧的特点，证明了请求帧的到达过程服从泊松分布，从而可以使用数学期望分析消息数据中多事件请求引起的报文增加数，进而得出了消息数据的吞吐量。最后，在不同网络负载条件下对该总线网络进行了网络性能仿真试验，并给出了仿真结果。