基于MVB+CAN总线技术的车门监控网络设计(2)
4.2 系统设计结构 23
4.3 仿真软件下的车门开闭情况 25
5 结论 29
致谢 31
参考文献 32
1 绪论
1.1 本课题的目的和意义、国内外研究现状、水平和发展趋势
轨道交通运输的建设是近年来城市与城市之间基础设施发展的重点，城际轨道交通对城市居民出行、交通运输中心提供了快捷便利的连接。现在,中国城际轨道交通建设进入了快速发展的阶段,京津塘地区、长三角地区、珠三角地区以及他们与周边城市之间都开通了高速铁路运输。中国高铁已经成为世界的标志。
1.1.1 课题的目的
列车车辆最重要的系统顾名思义是列车通信网络系统，其中制动、牵引、空调、车门等车载设备都是通过列车通信网络连接在一起，列车网络监控系统进行监控、诊断和文护。现在国内外使用的列车通信网络技术主要包括MVB总线与CAN总线等技术，MVB总线技术在国内外轨道运输上均得到了广泛的应用。车门是列车重要的车载设备，随着人们对车辆舒适度的要求逐步提高，车门的控制已经向着智能化发展。因此车门控制系统要求可靠性高，体积小、抗干扰能力强。所以，研究一种更加先进的总线技术显得尤为重要。
1.1.2 课题的意义
任何一种事物随着时间的发展总会变得落后。MVB总线的物理层有着连接数量上的局限，这就限制了直接连接到MVB总线的车门数量。基于这一弊端提出了一种新的技术基于MVB+CAN总线技术的车门网络设计，利用两个主门控器作为MVB转CAN的冗余网关实现车门与MVB车辆总线的高可用性连接。使得车门监控网络更加的完善。
1.2 国内外研究现状与水平
1.2.1 国外研究与水平
1.2.2 国内研究与水平
1.3 发展趋势
2 MVB总线通信协议
2.1 MVB通信协议
多功能车辆总线MVB是在国际标准IEC61375列车通信网络TCN中被详细定义的一种现场总线。MVB总线是快速的过程控制优化的总线，能提供最佳的响应速度。MVB总线被设计用于连接车辆内部的设备或固定编组的列车车组中各个车辆之间的设备，主要被用于有互操作性和互换性要求的互联设备之间的串行数据通讯总线。其节点功能较为简单，实时性较强，适合用作车辆总线，对于固定编组的列车MVB也可以用作列车总线。[4]
2.2 MVB通信网络层次
列车通信网络属于局域网，它采用分层的拓扑结构，根据列车控制的特点分为上、下两级层次：上层为绞线式列车总线WTB，属于较高一级的列车主干网络，连接各个车厢的网络节点。下层为多功能车辆总线MVB，连接一个车厢或固定车组内部各个可编程终端装置。[5]
列车总线和车辆总线是两个独立的通信子网，可采用不同的网络和协议。车厢设备是通信网络上各种信息的发源地，也是服务命令的执行机构。车辆总线连接各个车厢设备，周期性地广播用于牵引和列车控制的时间严格的过程数据。车辆总线在机车、车辆或正常操作期间不分开的车厢组中是标准数据的传送载体。它既提供可编程设备之间的互连，也提供可编程设备与其传感器和执行机构之间的互连。车辆总线具有固定的结构和地址，且拓扑结构为一对多点的主从方式在一定周期内，由总线管理器负责控制整个车厢内各设备对总线的访问。总线上可以有多个总线管理器，但在一个给定的时间内，只能有一个总线管理器是主动的,称为主设备，其他的管理器作为一个从设备在总线内出现，并作为冗余以防止故障的出现。总线主之间以令牌算法进行切换管理总线。由于列车的干扰状况和运行环境的恶劣程度是其它工业场合不可比拟的，所以车辆总线通信的可靠性要求极高。同时，车辆总线要求通信具有强实时性，能在规定的采样周期内及时响应操作命令，及时采集机车的工况参数，及时给出控制指令等。