网络控制方向

1.TCN底层协议及关键技术研究(铁道部研究开发计划)
在TCN底层接口技术国产化需求和国内的研发能力基础上,重点进行TCN底层关键技术的消化吸收,对TCN网络进行建模和仿真分析,设计关键网络接口,形成专用TCN总线访问IP核,为TCN总线访问核心芯片国产化奠定基础。
(1).TCN网关
在分布式控制的TCN网络中,TCN网关属于TCN系统中MVB的第五类设备,同时也是WTB网络的载体。此设备可以访问两条总线和完成不同总线协议之间的转换,具有过程数据通信、消息数据通信、总线管理、WTB总线初运行等功能。

(2).MVB网卡
随着高速列车的迅速发展,列车通信网络TCN以其在列车通信上的优势,逐渐成为列车网络应用的趋势。鉴于现在TCN网络设备的核心技术大都被外国大公司垄断,开发成本高,后期升级维护困难的状况,我们自行开发TCN底层核心技术研制出符合IEC61375-1国际标准的MVB各类设备网卡。主要特点是采用SOPC技术将MVB底层控制器、CPU及其他模块共同集成在一片FPGA上,由于数据流在芯片内部进行,与传统网卡相比,具有体积小,集成度高,功耗低,易于系统扩展升级等优势。

(3). MVB与USB协议转换卡
开发了MVB To USB的协议转换卡,可将PC机与MVB总线相连,在PC机上显示机车状态和总线运行情况。既能作为MVB普通设备,也能作为监视设备,可使研发更快捷、灵活。

(4). MVB串行协议转换卡
为了使各种用户通过现有设备方便地使用MVB总线协议,而无需涉及MVB协议的复杂性,只需要使用串行接口(UART或者SPI等)与协议转换器按特定串行协议通信即可。此卡可自动识别UART和SPI,可独立使用或为用户量身定制底板用于二次开发。

(5).MVB远程IO
此MVB-Compact I/O设备可作为机车控制系统的模拟量和数字量模块。该设备可采集机车10路光电隔离110V等级数字量、8路同步12位模拟量输入,也可输出10路变压器隔离10A等级数字量和4路12位模拟量(转换速度100KHz,电压或电流输出方式可选)。并且提供MVB接口和串行接口。可直接用于采用TCN协议的机车,并且设备体积小、功耗低。

  1. 基于ARCNET的轻轨列车通信网络节点的研制

ArcNet是一种基于令牌传递协议的现场总线,在机器人、工业、楼宇、运输、能源等自动化领域得到广泛应用。它集网络、控制于一体,集成了ISO/OSI的物理层和数据链路层,组网灵活,开放性好。ArcNet网络信息流量大、节点进退网操作比较简单、实时性好、可扩展性和支持长距离传输。每个节点发送消息的机会均等,避免了CSMA或CSMA/CD方式的访问冲突问题,在网络比较繁忙时,效率仍能保持很高,数据的传送相当可靠。所有这些都说明它能够应用到控制网络中。
本网卡有两种接口设置:带有PC104(64位)接口的板卡可通过接口与显示屏或者相关设备进行对接。带有48芯插针的板卡可放置于相应设备的控制机箱内。

含PC104接口的ARCNET通信网卡
符合3U标准的ARCNET通信网卡

  1. 基于车载网络的司机室显示屏

本显示屏采用了功耗低、体积小、质量轻,可视性好的工业级TFT-LCD作为人机信息交换的窗口,以低功耗强性能的ARM920T核心的s3c2410芯片做为处理器核心,以WinCE操作系统为软件平台,借助WinCE系统强大的图形界面显示功能和数据处理能力,大大提高了系统运行速度。具有标准RS232、USB接口和计算机网络接口。
它的实际能力相当于一台小型计算机。该显示装置不但适合应用于机车上,也适合应用于其他工业控制及检测领域中,具有广泛的应用前景。
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圆角矩形: 按键功能区  圆角矩形: 系统功能区      圆角矩形: 机车状态区圆角矩形: 网络状态区

 

  1.   交通状态获取的传感器网络组网设备与融合(国家863

针对城市道路交通状态获取技术中存在的由于大量异构道路传感器的接入而引发的海量交通数据的传输及处理问题,本项目提出了一种网络化分层次的信息传输技术,通过构建现场总线和以太网相结合的数据网络来实现对大量交通状态数据的传输,并通过在上下层网络之间构建数据处理节点来减轻上层系统的数据处理压力,实现数据的灵活传输。并在此基础上研制了用于道路交通状态获取的传感器网络的前端节点、复合节点和上位机监控界面。

  1. 基于数据融合的轨道交通安全评估与预测(国家重点实验室开放课题)

轨道交通系统作为大容量公共交通工具,其安全性直接关系到广大乘客的生命安全。为保证其安全,需要建立一套安全评估与预测方法。本课题主要研制面向列车牵引设备安全评价与预测的实验系统。实验系统包括多传感器数据处理前端机、信息综合处理与显示的上位机、模拟牵引动力系统的逆变器-电机设备。前端机能够处理检测列车牵引设备的多类型传感器异构检测数据,具有符合列车通信网络协议的通信接口,把传感器检测数据及其处理结果传输到上位机,同时前端机接收上位机发出的控制指令,控制牵引电机运行状态。上位机包括监测系统的人机界面,能对检测结果进行评价和显示,上位机软件系统能够体现数据管理、特征提取、安全指标聚合、多传感器融合、动态多维安全域的安全评价和预测、显示等功能。

  1. 交通状态信息采集的可重构技术与软测量模型研究(教育部重点项目)

a)研究FPGA的配置方法,实现FPGA的可重构
b)建立基于交通状态信息采集的软测量模型,并使用FPGA实现相应的软测量算法

 

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