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UIC556网关的映射服务器子系统的设计与实现

作　者: 邬健
导　师: 张大波
学　校: 大连理工大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 列车通信网络 映射服务 UIC556网关 多功能车辆总线 绞线式列车总线
分类号: TP393.05
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要


随着嵌入式微机控制技术和现场总线技术的发展，现代列车的过程控制方式已从集中型的直接数字控制发展成为基于网络的分布式控制。列车通信网络(TrainCommunication Network，简称TCN)是国际电工委员会(International ElectrotechnicalCommission，简称IEC)制定的国际标准，其目的在于方便铁路运输部门和列车设备供应商实现世界范围的列车车辆间的互连。TCN包含两层结构，即连接各个车辆的绞线式列车总线(Wire Train Bus，简称WTB)和连接车辆内或车辆组内各设备的多功能车辆总线(Multifunction Vehicle Bus，简称MVB)。目前，列车通信网络作为列车的重要组成部分，已经成为现代列车的核心技术。然而，TCN标准只规定了组成列车通信网络总线的基本通信机制，并没有从应用的角度定义数据的内容以及每一位数据的具体含义。因此，对于自由组合的列车，也就实现不了来自不同设备制造商车辆间的互操作性。UIC556协议则是为了实现这种互操作性由国际铁路联盟(International Union of Railways，简称UIC)为TCN制定的国际标准。本文在研究IEC61375-1和UIC556标准协议的基础上，从应用的角度分析了UIC556协议，按照UIC556协议规定建立起来的报文可以保证所有的车辆在总线上传输数据的一致性。在此基础上给出了UIC556网关软件映射服务器(UIC Mapping Server，简称UMS)系统的整体设计方案。根据UMS的工作流程将其细分为5个模块：UIC代理者(UICAgent，简称UAGT)、列车总线管理器(UIC WTB Bus Manager，简称UWTM)、列车总线配置器(UIC Train Bus Configurator，简称UTBC)、智能多播服务器(UIC IntelligentMulticast Server，简称UIMCS)和NADI(Node Address and Attribute Directory，节点地址属性索引表)及群组服务器(UIC NADI and NADI&Group Server，简称UNGS)。并在Nucleus嵌入式实时操作系统平台下使用C语言实现了各子模块的功能。最后，在实验室环境下对各个子模块进行了测试，测试结果表明，本文实现的UIC映射服务器系统符合协议规定的要求。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-12
  1.1 课题背景及意义  8-9
  1.2 国内外研究状况  9-10
    1.2.1 国外研究状况  9-10
    1.2.2 国内研究状况  10
  1.3 本文的主要内容及结构  10-12
2 IEC61375-1标准协议的研究  12-27
  2.1 TCN体系结构  12-13
  2.2 实时协议(RTP)  13-20
    2.2.1 概述  13-15
    2.2.2 介质访问方式  15
    2.2.3 变量通信服务  15-17
    2.2.4 消息通信服务  17-20
  2.3 多功能车辆总线(MVB)  20-23
    2.3.1 MVB物理层  20-21
    2.3.2 MVB上的设备分类  21-22
    2.3.3 MVB帧和报文  22-23
  2.4 绞线式列车总线(WTB)  23-26
    2.4.1 WTB拓扑结构  23-24
    2.4.2 WTB帧和报文  24-25
    2.4.3 WTB初运行  25-26
  2.5 本章小结  26-27
3 UIC556网关软件的模块组成及开发平台  27-37
  3.1 UIC556协议的研究  27-30
    3.1.1 UIC556协议与TCN协议的关系  27-28
    3.1.2 UIC556协议的功用  28-30
  3.2 UIC556网关软件的模块组成  30-31
  3.3 开发平台  31-36
    3.3.1 嵌入式操作系统的特点  31-32
    3.3.2 嵌入式实时操作系统Nucleus PLUS  32-36
  3.4 本章小结  36-37
4 UIC映射服务器的整体设计  37-44
  4.1 UIC映射服务器的整体结构  37-40
    4.1.1 设计思路  37
    4.1.2 模块组成  37-40
  4.2 UIC映射服务器的通讯机制  40-43
    4.2.1 过程数据通信  40
    4.2.2 消息数据通信  40-43
  4.3 本章小结  43-44
5 UIC映射服务器的实现  44-55
  5.1 UAGT模块的实现  44-49
    5.1.1 接受消息任务实现  44-45
    5.1.2 消息转换程序实现  45
    5.1.3 消息处理程序实现  45-49
  5.2 UWTM模块的实现  49-50
    5.2.1 UWTM模块的功能接口  49-50
    5.2.2 UWTM模块提供的服务  50
  5.3 UIMCS模块的实现  50-51
  5.4 UTBC模块的实现  51-52
    5.4.1 UTBC模块的功能  51
    5.4.2 UTBC模块的函数实现  51-52
  5.5 UNGS模块的实现  52-54
    5.5.1 UNGS模块的数据库和数据结构  52-53
    5.5.2 UNGS模块的函数实现  53-54
  5.6 本章小结  54-55
结论  55-56
参考文献  56-58
攻读硕士学位期间发表学术论文情况  58-59
致谢  59-60

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 计算机网络 > 一般性问题 > 网络设备
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