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CRH2型动车组国产化制动控制单元(BCU)通信网关的研究
| 论文题名： | CRH2型动车组国产化制动控制单元(BCU)通信网关的研究 |
| 关键词： | 动车组;国产化;制动系统;控制单元;通信网关;通信模块;信息终端;列车通信网络;光纤通信技术;协议;实验;高速列车;电源模块;传输模块;数据;设计;列车控制网络;软核处理器;检测与诊断;光纤收发器 |
| 摘要： | 高速列车的控制命令、运行监控、故障检测与诊断的信息都是通过列车通信网络传送的。对于动力分散方式的高速列车,需要由网络传递牵引或制动控制信息,以保障各单元协调统一的工作。同时,各动车或拖车的工作状态也通过网络传输给主控车,用以状态监测和故障诊断。 CRH2型动车组中的制动控制指令即通过列车通信网络来传送,其中列车信息终端与制动控制单元(BCU)通信的传输介质为光纤,采用HDLC协议。由于国外企业不公开列车信息终端与BCU通信的数据含义,这就给动车组上制动设备的替换更新带来一定的困难,所以需要对CRH2型动车组列车控制网络进行分析,解决国产化BCU的联网问题。 本文在阐述CRH2型动车组制动系统与通信网络构成的基础上,针对CRH2型动车组列车信息终端与国产化BCU的联网问题,利用光纤通信技术与SOPC技术,设计了一种用于国产化BCU的通信网关,完成光纤通信模块、USB传输模块、FPGA模块、RS485通信模块以及电源模块等部分的设计。光纤通信模块主要采用HFBR-0400系列光纤收发器完成光电转换电路的设计;USB传输模块把数据上传到上位机;FPGA模块将自定制的BCU通信控制IP模块与NiosⅡ软核处理器、UART等单元在Altera公司的FPGA上完成SOPC系统的集成;RS485模块则实现通信网关与国产化BCU的通信;电源模块为整个通信网关提供5V、3.3V和1.2V的供电电源。最后在日方Nabtesco制动系统(列车信息终端)实验台与国产化BCU上进行数据采集实验、双向转发实验和协议转换实验,实现列车信息终端(HDLC协议)与国产化BCU(RS485协议)的通信,验证了通信网关功能的完整性。 |
| 作者： | 李成钢 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 申萍 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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