由于列車運行速度的大幅提高,列車通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的逐漸復(fù)雜化,新型大容量業(yè)務(wù)的不斷增加,現(xiàn)有列車網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的現(xiàn)場總線已趨于無法滿足列車通信網(wǎng)絡(luò)對于帶寬,實時性、可靠性等重要性能的需求。而隨著工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展和在工業(yè)控制領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,基于工業(yè)以太網(wǎng)的列車通信網(wǎng)絡(luò)因其組網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)靈活,傳輸速度高等優(yōu)點,已成為國際電工委員會和許多發(fā)達國家對于列車通信網(wǎng)絡(luò)的新的發(fā)展方向。論文研究內(nèi)容來自于國家科技支撐計劃“中國高速列車關(guān)鍵技術(shù)研究及裝備研制”中的分支課題——“基于工業(yè)以太網(wǎng)的列車通信網(wǎng)絡(luò)及仿真平臺研制”。本文通過對《IEC61375-2－5Ed.1：電子鐵路設(shè)備—列車通信網(wǎng)絡(luò)—2－5分冊：以太網(wǎng)列車骨干網(wǎng)》核心內(nèi)容——列車拓撲發(fā)現(xiàn)協(xié)議的語義、語法和時序進行分析與梳理,給出了利用冗余線路分擔數(shù)據(jù)傳輸,實現(xiàn)雙線負載均衡以提高鏈路利用率,擴大傳輸帶寬的優(yōu)化方案。本文采用斯坦福大學(xué)所研發(fā)的NetFPGA作為以太網(wǎng)列車網(wǎng)絡(luò)仿真驗證的網(wǎng)絡(luò)開發(fā)環(huán)境,并采用該平臺所包含的“模塊化高速路由器”項目作為半實物仿真系統(tǒng)的參考設(shè)計。根據(jù)參考設(shè)計的硬件結(jié)構(gòu),數(shù)據(jù)通道與相關(guān)應(yīng)用程序進行了二次開發(fā),實現(xiàn)了收發(fā)數(shù)據(jù)的接口... 

【文章來源】：西南交通大學(xué)四川省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題的研究背景及意義
    1.2 以太網(wǎng)列車通信網(wǎng)絡(luò)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 課題的主要研究工作
        1.3.1 課題研究的主要目標、內(nèi)容與方法
        1.3.2 課題需解決的關(guān)鍵問題
    1.4 論文的組織安排
第2章 列車拓撲發(fā)現(xiàn)協(xié)議的分析與優(yōu)化
    2.1 列車拓撲發(fā)現(xiàn)協(xié)議的目標及設(shè)想
    2.2 列車拓撲發(fā)現(xiàn)協(xié)議的語義
        2.2.1 列車拓撲發(fā)現(xiàn)協(xié)議所定義的常規(guī)行為
        2.2.2 以太網(wǎng)列車骨干網(wǎng)節(jié)點初運行狀態(tài)轉(zhuǎn)換
        2.2.3 以太網(wǎng)列車骨干網(wǎng)節(jié)點探測
    2.3 列車拓撲發(fā)現(xiàn)協(xié)議的語法
        2.3.1 列車拓撲發(fā)現(xiàn)協(xié)議報文定義
        2.3.2 列車拓撲發(fā)現(xiàn)協(xié)議報文傳輸與地址
        2.3.3 列車拓撲發(fā)現(xiàn)協(xié)議HELLO報文定義
        2.3.4 列車拓撲發(fā)現(xiàn)協(xié)議TOPOLOGY報文定義
        2.3.5 列車拓撲發(fā)現(xiàn)協(xié)議CSTINFO報文定義
        2.3.6 列車拓撲發(fā)現(xiàn)協(xié)議拓撲結(jié)構(gòu)定義
    2.4 列車拓撲發(fā)現(xiàn)協(xié)議的時序
        2.4.1 列車拓撲發(fā)現(xiàn)協(xié)議幀時序
        2.4.2 列車拓撲發(fā)現(xiàn)協(xié)議運行時序
    2.5 列車拓撲發(fā)現(xiàn)協(xié)議的優(yōu)化：雙線負載均衡
    2.6 本章小結(jié)
第3章 NetFPGA模塊化路由器參考設(shè)計實現(xiàn)與開發(fā)
    3.1 NetFPGA開發(fā)平臺概述
    3.2 NetFPGA開發(fā)環(huán)境搭建
    3.3 NetFPGA模塊化路由器參考設(shè)計
        3.3.1 NetFPGA模塊化路由器硬件設(shè)計結(jié)構(gòu)
        3.3.2 NetFPGA模塊化路由器參考管道
        3.3.3 NetFPGA模塊化路由器應(yīng)用程序
    3.4 NetFPGA模塊化路由器雙線負載均衡
    3.5 本章小結(jié)
第4章 列車拓撲發(fā)現(xiàn)協(xié)議半實物仿真系統(tǒng)設(shè)計
    4.1 協(xié)議半實物仿真驗證原理
    4.2 以太網(wǎng)列車骨干網(wǎng)相鄰節(jié)點探測算法
    4.3 以太網(wǎng)列車骨干網(wǎng)內(nèi)部節(jié)點探測算法
    4.4 列車拓撲發(fā)現(xiàn)協(xié)議半實物仿真節(jié)點模型設(shè)計
        4.4.1 線路幀發(fā)送單元設(shè)計
        4.4.2 線路幀接收單元設(shè)計
        4.4.3 循環(huán)冗余檢查單元設(shè)計
        4.4.4 報文定時單元設(shè)計
        4.4.5 NetFPGA板卡驅(qū)動架構(gòu)
        4.4.6 底層MAC管理單元設(shè)計
        4.4.7 鏈路收發(fā)控制單元設(shè)計
        4.4.8 TTDP運維單元設(shè)計
    4.5 本章小結(jié)
第5章 列車拓撲發(fā)現(xiàn)協(xié)議半實物仿真系統(tǒng)功能測試
    5.1 半實物仿真系統(tǒng)雙線負載均衡功能測試
    5.2 半實物仿真系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)建立功能測試
    5.3 本章小結(jié)
結(jié)論
致謝
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文



本文編號：3333084