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智能误码测试技术在地铁机电设备监控系统中的应用研究
| 论文题名： | 智能误码测试技术在地铁机电设备监控系统中的应用研究 |
| 关键词： | 地铁机电设备监控;现场总线;智能误码测试;FPGA;可编程ASIC |
| 摘要： | 地铁机电设备监控系统(EMCS——ElectricalandMechanicalControlSystem)是用于监控地铁车站重要机电设备的工业控制系统，它通过现场总线连接广泛分布在车站内的RI/O及智能控制设备，实现对监控对象的数据采集和指令下达。由于所处的现场环境恶劣，地铁机电设备监控系统中的现场总线易受外界电磁干扰等因素影响产生误码，影响通信质量，给系统正常运作带来了隐患。本文紧密围绕着解决该系统现场总线误码检测及预警问题展开研究，通过对常见数字传输系统误码测试理论及其检测方法的分析，结合实际使用需求，运用先进的可编程ASIC(ProgrammableApplicationSpecificIntergratedCircuit)技术研究、开发了适合地铁专用控制系统现场总线的误码检测设备，期间主要完成了以下工作： 以广州地铁三号线机电设备监控系统为例分析了该系统控制网络的组成情况，详细研究了该系统中所使用的现场总线协议，着重分析了其实际现场总线通信故障的原因。同时以此为契机，通过与现场运营维护人员沟通，提出了适用于该系统的误码检测方案。不仅解决了现场总线通信故障后信道停业务下的误码检测问题，而且通过增加现场总线不停业务下的实时监听记录功能，向维护人员提供了信道恶化或受干扰初期提前预警的数据。 本课题采用先进的现场可编程门阵列器件FPGA(FieldProgrammableGateArray)和MCS-51系列单片机成功研发了适用于现场总线的误码测试设备。在研发过程中有效地解决了诸如测试序列位同步、序列同步、CRC校验及误码率浮点计算等问题，开发了先进的智能同步数字锁相环算法，使系统在300～2Mbps码率范围内实现了信号时钟自动快速同步功能，并且具备了极强的抗干扰能力。在伪随机测试序列同步方面，通过分析伪随机序列产生的原理设计了快速序列同步算法，运算速度比传统方法提高了几十倍，为系统进行快速测试提供了可能。 经过三号线机电设备监控系统实际应用，该误码测试设备各项性能指标均满足设计要求，有效解决了目前急需的现场总线误码测试需求，为现场运营维护人员提供了有力的信道检测工具。 |
| 作者： | 高翔 |
| 专业： | 电子与通信工程 |
| 导师： | 叶梧;李万略 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华南理工大学 |
| 学位年度： | 2006 |
| 正文语种： | 中文 |
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