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WorldFIP总线技术的研究与应用

作　者: 时玮
导　师: 余祖俊
学　校: 北京交通大学
专　业: 机械电子工程
关键词: WorldFIP总线 列车通信网络 数据通信
分类号: TP336
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 98次
引　用: 3次
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内容摘要


WorldFIP现场总线作为国际现场总线标准之一,以其可靠性高,实时性好,协议单一,节点进退网络操作简单等特点被广泛应用。在国外WorldFIP现场总线已经成功应用在轨道车辆的控制系统,在我国引进的大功率电力机车中也使用WorldFIP总线来传输控制及状态监测信息。因此,消化吸收并掌握WorldFIP网络协议、构成以及应用具有重大意义。本课题以目前WorldFIP在列车通信网络的发展为背景,从列车通信网络的性能要求出发,在网络的可靠性、可扩展性、实时性、安全性及信息的有效性五个方面进行了研究。将WorldFIP总线在介质冗余管理、信号编码方式、帧格式、介质访问方式等方面与其他现场总线对比分析,并通过对机车车载网络的网络结构和数据传输的研究,从理论和实际应用两方面透彻的研究了WorldFIP在列车通信网络应用中的优势和特点。在此基础上,建立了WorldFIP通信网络的实验平台,设计了能够进行数据通信的WorldFIP站点,以模块化方式介绍了主站板卡FULLFIP2和从站板卡MICROFIP的内部结构和外部接口;还设计实现了扩展总线功能的WorldFIP转RS485和CAN总线板卡。以此为平台,编写软件程序,设计了WorldFIP网络的软件结构,主要介绍了MHFD和FDM函数库的使用,总线仲裁扫描变量表的配置。最后成功的实现站点之间的数据通信,完成了WorldFIP性能验证实验以及在此基础上的研究实验,深入理解了WorldFIP协议,为研究WorldFIP在列车微机控制系统中的实际应用奠定基础。

全文目录


致谢  5-6
中文摘要  6-7
ABSTRACT  7-10
1 绪论  10-14
  1.1 课题的背景和意义  10-11
    1.1.1 课题的提出  10-11
    1.1.2 课题的意义  11
  1.2 国内外发展现状  11-12
  1.3 论文的研究内容  12-14
2 WorldFIP现场总线研究  14-34
  2.1 WorldFIP技术特点  14-15
  2.2 WorldFIP协议与芯片  15-24
    2.2.1 数据通信网络协议  15-23
    2.2.2 数据通信功能芯片  23-24
  2.3 WorldFIP与其它现场总线比较  24-30
    2.3.1 WorldFIP与TCN比较  25-27
    2.3.2 WorldFIP与CAN、LonWorks、RS485比较  27-30
  2.4 WorldFIP总线平台设计方案  30-34
3 WorldFIP仲裁管理与调度分析  34-42
  3.1 总线仲裁管理的介绍  34-35
  3.2 总线调度构建方法分析  35-42
    3.2.1 扩展单调速率算法ERM  35-39
    3.2.2 调度算法的优化  39-42
4 机车车载网络结构和数据传输  42-48
  4.1 机车车载WorldFIP网络  42-46
    4.1.1 WorldFIP车载网络结构  42-44
    4.1.2 机车车载电子产品综述  44-46
  4.2 机车车载网络的数据传输  46-48
5 WorldFIP功能板卡的软硬件设计  48-67
  5.1 MICROFIP通用板卡设计  48-53
    5.1.1 MICROFIP通讯控制器的工作特点  48-49
    5.1.2 通讯控制器MICROFIP的硬件接口设计  49-51
    5.1.3 80C196与MICROFIP通信软件实现  51-53
  5.2 FULLFIP2高级板卡的设计  53-63
    5.2.1 FULLFIP2通讯控制器的工作特点  53-56
    5.2.2 通讯控制器FULLFIP2的硬件接口设计  56-59
    5.2.3 与FULLFIP2通信软件实现  59-62
    5.2.4 FULLFIP2与MICROFIP主从站点通信实验  62-63
  5.3 MFHD和FDM概述  63-67
6 WorldFIP总线网络的改进与可靠性设计  67-70
  6.1 WorldFIP-RS485+CAN板卡设计  67-68
  6.2 WorldFIP总线板卡可靠性设计  68-70
7 总结与展望  70-71
参考文献  71-73
作者简历  73-75
学位论文数据集  75

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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 > 电子数字计算机（不连续作用电子计算机） > 总线、通道
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