基于CAN總線的列車通信系統技術方案

基于CAN總線的列車通信系統，包括單片機，以及與單片機連接的光電隔離模塊，所述光電隔離模塊與CAN總線收發器連接，還包括與單片機連接的總線驅動模塊和譯碼電路，所述總線驅動模塊連接列車數據總線，并與譯碼電路連接，所述譯碼電路連接存儲裝置和列車數據總線。本發明專利技術所述基于CAN總線的列車通信系統，利用CAN總線在數據采集方面的簡單性以及數據通信方面的實時性和靈活性，可以方便地對現場控制設備及各類傳感器進行信息傳輸控制及狀態數據的采集，從而簡化車輛總線的功能。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于電子通信領域，涉及一種基于CAN總線的列車通信系統。
技術介紹
基于CAN總線的列車通信系統的數據通信網絡主要用于傳輸列車運行時的控制命令、狀態、管理信息。以及故障診斷及顯示信息等。隨著世界鐵路市場需求的變化和技術的進步，鐵路機車車輛工業對車載數據通信網提出了新的需求，以期建立一個用于鐵路設備的標準數據通信平臺。為此，國際電工委員會(IEC)歷經10年的努力，制訂了列車通信網(TrainCommunicationNetwork)國際標準，簡稱TCN標準。TCN將整個基于CAN總線的列車通信系統的各層次以及各層次的各單元連接起來，作為系統信息交換和共享的渠道，從而實現全列車環境下的信息交換。列車通信網的應用，使得列車控制系統真正成為一個分布式控制系統，并為列車系統的信息化打下了基礎。按照TCN標準，列車通信網一般可由連接各個車輛的通信主干網和連接車輛(或固定編組的車輛單元)內部各種設備的通信子網組成。TCN標準中通常將列車主干網稱為絞線式列車總線WTB(WiredTrainBus)，而將列車通信子網稱為多功能車輛總線MVB(MultifunctionVehicleBus)。圖1給出了由這兩種總線構成的列車通信網的網絡拓撲結構。在TCN所定義的MVB設備類型中，有一類設備是沒有處理器的，主要用于連接簡單的傳感器和執行器的現場設備，一般只參與過程數據的傳輸，不參與消息通信。
技術實現思路
為克服現有技術所存在的不足，本專利技術公開了一種基于CAN總線的列車通信系統。本專利技術所述基于CAN總線的列車通信系統，包括單片機，以及與單片機連接的光電隔離模塊，所述光電隔離模塊與CAN總線收發器連接，還包括與單片機連接的總線驅動模塊和譯碼電路，所述總線驅動模塊連接列車數據總線，并與譯碼電路連接，所述譯碼電路連接存儲裝置和列車數據總線。具體的，所述單片機為SJA1000。具體的，所述列車數據總線為PC104總線。具體的，還包括為單片機和光電隔離模塊供電的DC/DC電源。具體的，所述CAN總線收發器為82C250。本專利技術所述基于CAN總線的列車通信系統，利用CAN總線在數據采集方面的簡單性以及數據通信方面的實時性和靈活性，可以方便地對現場控制設備及各類傳感器進行信息傳輸控制及狀態數據的采集，從而簡化車輛總線的功能。附圖說明圖1示出本專利技術的一種具體實施方式結構示意圖。具體實施方式下面對本專利技術的具體實施方式作進一步的詳細說明。本專利技術所述基于CAN總線的列車通信系統，包括單片機，以及與單片機連接的光電隔離模塊，所述光電隔離模塊與CAN總線收發器連接，還包括與單片機連接的總線驅動模塊和譯碼電路，所述總線驅動模塊連接列車數據總線，并與譯碼電路連接，所述譯碼電路連接存儲裝置和列車數據總線。在TCN網絡中，CAN總線節點主要實現現場數據采集和數據通信兩個功能，其中現場數據的采集是在基于CAN總線的列車通信系統中，將車輛總線上掛接的智能現場控制設備(即功能控制單元)的功能進一步分散化，即將其分成現場控制單元(設備)和現場I／O采集模塊，并用CAN總線將其連成現場總線網絡。其中現場控制單元是連接車輛總線和CAN總線的網關，I／O模塊一方面對現場傳感器信號進行采集及處理，并通過CAN總線接口輸出至現場控制單元：另一方面又將通過車輛總線傳輸下來的控制命令等輸出至相應的執行機構。I／O模塊在某種程度上相當于為控制單元提供的帶CAN總線接口的遠端數據采集模塊。本系統中用于通信控制CAN的總線節點由CAN通信接口模塊與CPU模塊(系統)組成。其中PC／104CAN通信接口模塊是一塊采用PC／104總線的CAN通信接口卡，其功能主要是實現數據幀的收發及處理。PC／104CAN模塊與PC／104總線的CPU模塊連接在一起可構成基于PC／104總線的CAN總線通信節點。其中PC／104CAN模塊的硬件結構如圖1所示。所有的CAN節點均通過CAN通信接口向總線上發送數據，并接收與自己相關的總線數據，同時可將采集節點采集的數據傳送到監測節點，并將監測節點的控制命令發送到每個采集節點，從而完成整個現場總線網絡中的數據交換。在總線通訊接口中，CAN通訊控制器選用SJA1000，CAN總線驅動器則選用82C250。圖1中SJA1000控制器左側的地址總線通過74LS245連接到PC104總線，而左側的控制總線連接到GAL20V8的譯碼電路，右側通過兩個高速光耦器件6N137的隔離與CAN總線驅動器82C250相接．然后通過一個I)B9的通信接口插頭座接人CAN通信傳輸介質。SJAl000控制器所提供的微處理接口信號主要有AD0～AD7共8根地址數據總線和ALE、CS、RD、WR、RST、MODE、RST和INT，控制器的數據和地址是分時復用線，其中MODE為接口方式選擇信號，可選用INTEL方式和MOTOROLA方式。其中INTEL方式對于目前流行的單片機提供了方便快捷的直接接口，但是，對于PC104總線來說．其地址線和數據線是分開的，因此，如何將SJAl000的微處理器接口和PC104總線相連接是電路設計需重點解決的一個關鍵問題。為了增強PC104。管線的數據驅動能力，本設計采用74LS245來連接SJAl000的數據總線。同時用GAL作為接口邏輯轉換電路。并利用GAL器件對信號的轉換功能來協調PC104總線與外圍器件之間信號線的不兼容性。CPU送來的控制線和地址線信號可作為GAL的輸入信號，然后在GAL器件內部按一定的邏輯關系進行組合。從而將生成的一組新的輸出功能信號作為接口控制信號送到SJAl000、74LS245、6264，另外，還要考慮這些輸出信號的I／O端口地址。所以，問題的關鍵是要找到GAL的輸入與輸出關系．為此，首先應分析GAL兩側的信號：其中GAL20V8輸入信號是來自系統總線的SA0～SA9、IOR、IOW和來自SJAl000的INT；輸出信號主要是面向SJAl000的WR、RD、RST、CS、ALE和總線上的IRQ。因此，可利用一片GALl6V8通過編程用作譯碼器，以將6264的8KB地址唯一地確定為F0000H—F1FFFH。這種譯碼程序的設計可以是多種多樣的，只要對全部余下的高位地址線進行處理，就可以唯一地實現所要求的存儲器地址范圍。這種譯碼連接方式稱為全地址譯碼連接。在分析了GAL器件的這些輸入／輸出信號之后，即可根據各芯片信號線的要求及端口地址的分配情況來進行相應邏輯信號的譯碼控制。前文所述的為本專利技術的各個優選實施例，各個優選實施例中的優選實施方式如果不是明顯自相矛盾或以某一優選實施方式為前提，各個優選實施方式都可以任意疊加組合使用，所述實施例以及實施例中的具體參數僅是為了清楚表述專利技術人的專利技術驗證過程，并非用以限制本專利技術的專利保護范圍，本專利技術的專利保護范圍仍然以其權利要求書為準，凡是運用本專利技術的說明書所作的等同結構變化，同理均應包含在本專利技術的保護范圍內。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
基于CAN總線的列車通信系統，其特征在于，包括單片機，以及與單片機連接的光電隔離模塊，所述光電隔離模塊與CAN總線收發器連接，還包括與單片機連接的總線驅動模塊和譯碼電路，所述總線驅動模塊連接列車數據總線，并與譯碼電路連接，所述譯碼電路連接存儲裝置和列車數據總線。

【技術特征摘要】
1.基于CAN總線的列車通信系統，其特征在于，包括單片機，以及與單片機連接的光電隔離模塊，所述光電隔離模塊與CAN總線收發器連接，還包括與單片機連接的總線驅動模塊和譯碼電路，所述總線驅動模塊連接列車數據總線，并與譯碼電路連接，所述譯碼電路連接存儲裝置和列車數據總線。
2.如權利要求1所述的基于CAN總線的列車通信系統，其特征在于，所述單片機為SJA10...

【專利技術屬性】
技術研發人員：史軍，
申請(專利權)人：史軍，
類型：發明
國別省市：四川;51