基于ARM核微处理器的MVB四类设备的研究

简要介绍了基于新一代ARM核微处理器和MVB通信控制器MVBC01的MVB四类设备软硬件体系结构、功能与系统调试方法，重点介绍了板级支持包(BSP)的设计方法以及MVB实时协议栈(RTP)消息数据通信软件的设计原理。试验表明：该MVB四类设备功能达到了设计要求。     

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。     

具有TRDP和MVB功能的输入输出模块设计

针对高速动车组列车控制网络对输入输出设备的要求,提出了一种具有TRDP和MVB功能的输入输出模块设计方案。该模块主要包含主控制板卡、MVB板卡和多个输入输出板卡,其中主控板卡通过以太网接口可实现TRDP协议的数据传输,也可以通过并行总线访问MVB板卡实现MVB数据传输。上述两种模式可通过软件配置实现切换。主控制板卡通过串行总线对输入输出板卡进行管理。通过试验验证,该模块方案可自动识别板卡类型及数目,便于准确地查找故障,输入输出通道数目具有很强的扩展性,MVB和TRDP的控制方式灵活切换,TRDP通信质量满足现场要求。     

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。     

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。     

MVB协议一致性测试研究与实现

多功能车辆总线（MVB）是列车通信网络标准中明确定义的通信协议,用于车辆内部各功能设备间的信息传输。为了确保来自不同生产厂家的MVB设备的兼容性和互操作性,必须对各个MVB设备进行协议一致性测试。本文在简单介绍协议一致性测试基本工作原理的基础上,分析了MVB协议的特点,提出了对MVB进行协议一致性测试的测试方法和应包括的测试内容。并以过程数据链路层协议为例,详细阐述了MVB设备的测试要求、测试实例的生成、测试运行及测试评估等具体的测试实现过程。最后基于上述测试原理,在实验室环境下设计并构建了基于PC104总线的80486硬件平台和μC/OS-II实时多任务操作系统软件平台的测试系统,完成了MVB过程数据链路层协议的高覆盖一致性测试,给MVB协议其他方面的一致性测试提供了一定的借鉴。     

列车通信网络异构总线互联互通技术研究

文章对列车通信网络异构总线的互联互通技术进行了理论分析和试验验证。针对MVB网络协议和CANopen协议的特性,提出两种总线互联互通的可行性分析,建立互联网关的模型和软硬件测试平台,完成两种总线的数据互联互通测试。试验数据结果表明:互联网关实现了MVB总线协议和CANopen协议的转换,验证了异构总线互联互通的可行性。     

多功能车辆总线周期信息实时调度算法的研究与实现

在不改变周期信息本身的前提下,对MVB(多功能车辆总线)周期信息的实时通信调度做了深入的研究,提出了实时调度算法,并编制了调度表生成程序.采用列表驱动算法与RM(单调比率)算法结合的方式,结合MVB通信特征,实现了MVB实时调度表的建立,并对调度算法进行了可调度性分析,确保了MVB周期信息实时调度表的有效性.根据调度算法,编写了MVB周期信息实时调度程序,获得了与Duagon公司的MVB调度表生成程序D2000相一致的结果,进一步验证了调度算法的正确性.     

基于贝叶斯规则的MVB通信误码率测试方法

误码率是衡量数字通信系统可靠性的重要指标。本文结合多功能车辆总线(MVB)信号传输特点,设计出一种新型的基于贝叶斯规则后验概率模型的MVB误码率估计算法,并使结果满足置信度要求;仿真和对比不同误码条件下,MVB误码率测试的实时性能;设计了硬件实现方案,进行了MVB协议分析装置的误码率测试功能扩展。该算法硬件实现简便,在测量时间及准确性方面较之传统方法有明显提高,适合工程现场对于MVB进行通信质量测试。     

基于MVBC的分布式智能I/O模块的研究

简要介绍了新一代分布式列车控制系统的基本结构和功能，详细论述了新一代MVB通信控制器MVBC01的特点以及基于MVBC1类设备协议的分布式智能I/O模块的设计原理；最后指出该研究成果在改进现有列车控制系统的性能以及自主开发新一代列车控制系统等方面所具有的现实意义。     

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。     

多功能车辆总线系统性能分析

现场总线技术在铁路通信领域起着关键作用,分析、评估总线网络的性能可以指导合理的网络配置。本文介绍了多功能车辆总线的数据类型,数据的传输特点以及数据的传输内容。该总线采用周期轮询的介质访问控制方式,在轮询周期内,主设备发送轮询帧,从设备发送响应帧。结合现有地铁车辆故障诊断系统的实际情况,介绍车辆级故障诊断系统的车辆编组结构、控制网络的配置以及系统参数的设定等情况,进而建立数学模型,分析该系统的轮询周期、报文分组在服务站内的平均等待时间,利用排队理论分析网络的延迟性能以及服务站缓存器的容量问题,与实际情况及一般经验参考公式做对比分析,得出系统轮询周期的经验参考值与实验分析值之间的对比结果,提出了该总线网络的性能分析方法。     

基于ZigBee技术的HXD1B型机车数据传输系统设计

本文设计的机车数据传输系统主要完成HXD1B机车的多功能车辆总线和ZigBee无线通信之间的协议转换和数据通信。实现多功能车辆总线数据转储、软件更新和状态监视等功能,可节省机车检修的人工成本。文中详细介绍该系统的设计思路,硬件原理和软件编程方法。     

视频监控调度系统通信协议设计

针对视频监控调度系统,设计了一种基于XML消息模型的通信协议,在监控系统通信结构的基础上,详细地设计了通信协议数据单元,实现了系统中监控信息实时、准确的交换.实验结果表明,设计的通信协议是正确可行的,并且能保证信息的高效传输,为构建稳定可靠、高效的监控调度系统奠定了坚实的基础.     

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。     

基于TCN的动车组微机控制单元设计

介绍了符合TCN标准的哈尔滨动车组微机控制单元的结构、组成及功能,阐述了基于C8051F040处理器、MVB协议控制器的微机控制单元的实现方法。