本文關(guān)鍵詞：FlexRay總線在ATP主機和人機界面通信中的應用研究

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【摘要】：列車超速防護系統(tǒng)(ATP)是列車運行控制系統(tǒng)的核心,具有保證列車安全運行的重要功能。車載ATP主機作為ATP系統(tǒng)的重要組成部分,主要功能是生成速度監(jiān)控曲線,以防列車超速行駛。ATP主機與人機界面(DMI)的通信數(shù)據(jù)量大,對安全性、可靠性、實時性都有極高的要求,但是目前使用的CAN總線存在數(shù)據(jù)發(fā)送時間不確定、低優(yōu)先級數(shù)據(jù)響應時間長、總線負載率高等弊端,已經(jīng)無法提供足夠的帶寬和容錯機制。因此,有必要研究新型高速通信總線替代CAN總線,應用于ATP-DMI通信系統(tǒng)中。在深入對比分析通信總線性能的基礎上,本論文提出、研究并實現(xiàn)了使用FlexRay總線替代CAN總線應用于ATP-DMI通信系統(tǒng)的設計思路。FlexRay總線是新一代汽車總線,具有通信速率高、傳輸時間確定、數(shù)據(jù)傳輸可靠,靈活性強等特點,能夠滿足ATP-DMI系統(tǒng)的通信需求。論文采用了"FlexRay通信網(wǎng)絡總體設計-FlexRay節(jié)點設計-FlexRay總線應用可行性驗證”的研究思路,主要研究內(nèi)容及研究成果如下：(1) FlexRay通信網(wǎng)絡總體設計。通過分析ATP-DMI系統(tǒng)的通信結(jié)構(gòu)、通信需求和接口協(xié)議,設計點對點拓撲結(jié)構(gòu)的FlexRay通信網(wǎng)絡,根據(jù)協(xié)議規(guī)范,定義網(wǎng)絡的協(xié)議參數(shù)和調(diào)度安排。(2) FlexRay節(jié)點設計。針對通信網(wǎng)絡的功能需求,分析得到FlexRay節(jié)點的功能定義,進而完成節(jié)點的硬件設計、軟件設計。(3) FlexRay總線應用可行性驗證。完成FlexRay通信網(wǎng)絡的測試,并對數(shù)據(jù)幀波形、性能參數(shù)進行分析,對比FlexRay總線和CAN總線的服務性能,分析FlexRay總線的適用性,提出FlexRay總線的優(yōu)化措施。FlexRay通信網(wǎng)絡的測試、驗證結(jié)果表明,FlexRay總線滿足通信需求,可以應用于ATP主機與人機界面通信系統(tǒng)中。
【關(guān)鍵詞】：FlexRay總線 MFR4310 TMS320F28335DSP 列車超速防護系統(tǒng)
【學位授予單位】：北京交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U284.48;TP273
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 1 引言11-17
• 1.1 研究背景11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 研究意義14-15
• 1.4 研究內(nèi)容與章節(jié)安排15-17
• 2 FlexRay協(xié)議概述17-29
• 2.1 FlexRay總線基本特性17
• 2.2 FlexRay協(xié)議運行狀態(tài)17-18
• 2.3 FlexRay協(xié)議編碼規(guī)則18-20
• 2.4 FlexRay協(xié)議幀格式20-21
• 2.5 FlexRay協(xié)議通信機制21-23
• 2.6 FlexRay協(xié)議喚醒與啟動23-25
• 2.6.1 FlexRay協(xié)議喚醒機制23-24
• 2.6.2 FlexRay協(xié)議啟動機制24-25
• 2.7 FlexRay協(xié)議時鐘同步機制25-26
• 2.8 FlexRay總線電氣信號26-27
• 2.9 FlexRay網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)27-28
• 2.10 本章小結(jié)28-29
• 3 FlexRay通信網(wǎng)絡總體設計29-39
• 3.1 ATP-DMI通信系統(tǒng)29-30
• 3.2 FlexRay通信網(wǎng)絡需求分析30-31
• 3.2.1 功能及性能需求30-31
• 3.2.2 接口需求31
• 3.3 FlexRay通信網(wǎng)絡協(xié)議數(shù)據(jù)庫設計31-37
• 3.3.1 FlexRay通信網(wǎng)絡參數(shù)設計32-36
• 3.3.2 FlexRay通信網(wǎng)絡調(diào)度安排36-37
• 3.4 本章小結(jié)37-39
• 4 FlexRay節(jié)點設計39-59
• 4.1 FlexRay節(jié)點硬件設計39-50
• 4.1.1 FlexRay節(jié)點功能定義39
• 4.1.2 FlexRay節(jié)點硬件結(jié)構(gòu)39-45
• 4.1.3 FlexRay節(jié)點電路原理圖45-49
• 4.1.4 FlexRay節(jié)點PCB板制作49-50
• 4.2 FlexRay節(jié)點軟件設計50-57
• 4.2.1 FlexRay初始化51-54
• 4.2.2 數(shù)據(jù)通信流程54-56
• 4.2.3 應用層安全防護設計56-57
• 4.3 本章小結(jié)57-59
• 5 FlexRay通信網(wǎng)絡測試與優(yōu)化59-73
• 5.1 FlexRay通信網(wǎng)絡設計59
• 5.2 FlexRay通信網(wǎng)絡測試59-65
• 5.3 FlexRay總線適用性分析65-66
• 5.4 FlexRay通信網(wǎng)絡優(yōu)化66-72
• 5.4.1 靜態(tài)時隙長度優(yōu)化67-68
• 5.4.2 靜態(tài)段調(diào)度優(yōu)化68-72
• 5.5 本章小結(jié)72-73
• 6 結(jié)論與展望73-77
• 6.1 結(jié)論73-74
• 6.2 展望74-77
• 參考文獻77-81
• 圖索引81-83
• 表索引83-85
• 作者簡歷及攻讀碩士學位期間取得的研究成果85-89
• 學位論文數(shù)據(jù)集89

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中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 牛志剛;肖昆;王建林;李黔;劉睿;梁熒;;FlexRay總線在電力系統(tǒng)繼電保護裝置中的應用[J];電力系統(tǒng)保護與控制;2010年16期

2 丁天寶;王剛;;基于FlexRay的新型復雜武器總線體系[J];火炮發(fā)射與控制學報;2011年03期

3 李佳;田光宇;鈕翔;陳全世;;FlexRay網(wǎng)絡通信延遲時間分析[J];清華大學學報(自然科學版);2007年08期

4 章勇;陳欣;呂迅z，

本文編號：523159