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國內外主流列車通信網絡技術研究現狀和發展趨勢

時間:2019-06-23 21:52來源:畢業論文
為了滿足國內列車控制系統的技術需求,并提高國內列車現場總線和現有通信網絡的水平,正確分析并找出一個適合TCN網絡的現場總線技術是相當重要的工作。所以,為了能夠更好地理

為了滿足國內列車控制系統的技術需求,并提高國內列車現場總線和現有通信網絡的水平,正確分析并找出一個適合TCN網絡的現場總線技術是相當重要的工作。所以,為了能夠更好地理解和運用列車通信網絡,這就需要我們把基于TCN標準的MVB和WTB技術與其他現場總線標準進行對比分析和進一步的研究。36595
1 CAN總線
控制器局域總線(Controller Area Net,CAN)是一種具有國際標準的多主通信現場總線。它最初是由德國BOSCH公司為了解決在汽車中的控制與測試儀器之間實現數據交換的問題而開發設計的一種串行通信協議。它的模型結構只有三層,即OSI的物理層、數據鏈路層和應用層。2000年。我國“神舟號”為了實現機車重聯,就采用了CAN總線。CAN總線具有的主要特點如下:
(1)CAN總線采用了可以在各節點之間實現自由通信的多主競爭式的總線結構。網絡能夠進行多主站運行和分散仲裁以及廣播通信的性能。論文網
(2)總線采用了節點優先級機制和非破壞性仲裁技術。
(3)CAN協議采用的是對通信數據塊進行編碼。
(4)CAN總線具有組成大容量網絡的性能。
(5)CAN總線是一種技術上已經比較成熟的非本質的實時性通信網絡,雖然理論上存在“死節點”現象,但非常適合在分布式測控系統內進行數據通信。
2 WorldFIP總線
WorldFIP總線(Factory Instrumentation Protocol of World)是一種實時的工業控制網絡,也是獨立、完整的通信協議,可用于連續或斷續過程的自動化控制系統。它已經發展成一項具有豐富軟硬件產品、成系統的、應用廣泛的現場總線。總線模型符合ISO/OSI模型,但只有應用層、物理層、數據鏈路層三個層次模型。其總線主要特點為:
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(1)它可以兼容實時數據和非實時數據,并同步進行傳輸,具有同步性。
(2)該協議定義的數據包采用幀校驗序列和Manchester II型編碼,這樣充分保證了數據傳輸的高可靠性。WorldFIP采用固化的協議處理器芯片和軟硬件結合的措施,在充分保證系統穩定性、可靠性的前提下,同時也提高了系統的靈活性和可移植性。
(3)該總線不論是高速還是低速,只有一套協議,能適應各種結構和規模的控制系統,也不需要任何網關或網橋,低速與高速網絡的銜接只需要用軟件即可完成。
3 LonWorks總線
LonWorks(Local Operating Network)是集計算機、控制、網絡于一身,同時具有控制和通信等功能,被廣泛地運用于智能樓宇、鐵道運輸、航空航天以及工廠自動化等領域的一種工業現場總線。它作為一種局部的操作網絡技術,卻受到工業用戶非常廣泛的歡迎,主要是由于其在以下幾個方面的突出優點:
(1)該網絡協議是開放的,即網絡對任何用戶來說都是對等的,任何制造商生產的產品也都是可以實現互操作的。
(2)LonWorks網絡同時支持多種介質進行傳輸,并且在同一網絡中可以使用多種介質進行通信。這一特性大大增強了網絡的兼容性。
(3)網絡的拓撲結構復雜多樣,靈活多變。支持環形、自由拓撲、總線型等多種網絡拓撲結構。可以根據具體的需求采用不同的網絡連接方式,這樣就能最大限度地降低復雜的網絡布線和工作量,同時提高了系統的可靠性。
(4)網絡采用無主站點對點的對等結構。即對每個節點來說,其地位均等,各自都可以完成控制和通信功能。所以,當網絡的部分節點發生故障時,不至于造成整個系統的癱瘓。這一特點使網絡的維護成本和難度大大降低,更加確保了系統的穩定性。 源`自!六^維"論^文;網www.mmeqir.tw
4 MVB和WTB總線
為了使車載微機技術取得的更好發展,并考慮到列車車載數據通信設備的標準規范化,國際電工委員會(IEC)于1999年制定了列車通信網絡國際標準IEC61375-1[1],它使得列車通信網(Train Communication Network,TCN)成為車載網絡標準的數據通信平臺。該標準定義了兩級總線的層次結構,即多功能車輛總線(Multifunction Vehicle Bus , MVB)與絞線式列車總線(Wire Train Bus, WTB)。MVB用于連接車輛(或固定編組的車輛單元)內部各種設備,而WTB用于連接可動態編組的車輛,兩者構成整個TCN。 國內外主流列車通信網絡技術研究現狀和發展趨勢:http://www.mmeqir.tw/yanjiu/20190623/35111.html
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