基于TCN的列车智能显示单元设计与实现

摘要

列车智能显示单元（IDU）是列车监控系统的重要组成部分，为列车提供一个实时的人机信息交互界面，主要负责监测列车运行当中的设备状态信息及故障信息，由工作人员据此作出相关的控制操作。它的可靠性和稳定性直接影响着整个监控系统是否能够正常运行。
　　IEC61375是专门针对列车通信网络（TCN）中通信设备进行数据通信而制定的一项标准。从总线拓扑结构上来看，列车通信网络包括上下两层：下层是用于连接同一车辆内不同设备的多功能车辆总线（MVB），上层是用于连接不同车辆各个节点的绞线式列车总线（WTB）。而列车智能显示单元（IDU）实际上是挂接在MVB上的第三类设备。因此，IDU必须要能够支持MVB接口。
　　本系统研究的列车智能显示单元实际上是在MVB网卡的基础上进行的再开发。
　　硬件部分，列车智能显示单元在采用S3C2440的基础上，结合系统设计需求，扩展了核心电路和部分关键的外围接口电路，主要涉及到电源模块、存储器模块、液晶屏模块、键盘模块。之后，对已经测试成功的MVB网卡进行了功能及设计框图的简要说明。
　　软件部分，列车智能显示单元采用Linux作为系统开发平台，选用Qt/Embedded，完成了系统监控界面的设计。本文完成了部分接口模块的驱动程序，并详细分析了MVB网卡的软件实现方案。重点研究了TCN通信协议在Linux环境下的实现，根据IEC61375标准，借助Linux系统的相关机制，完成了通信部分的软件设计。

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第一章 绪论

1.1 课题研究背景和意义

1.2 国内外研究现状

1.3 论文的主要工作与内容安排

第二章 总体设计方案

2.1 TCN简介[6,10,21]

2.2 列车智能显示单元简介

2.3 总体方案

2.4 本章小结

第三章 硬件平台设计方案

3.1 电源模块

3.2 SDRAM模块

3.3 NAND Flash模块

3.4 液晶屏模块

3.5 编码键盘电路模块

3.6 MVB网卡[21]

3.7 本章小结

第四章 嵌入式Linux系统的建立及其驱动程序开发

4.1 系统开发平台搭建

4.2 键盘扫描程序设计

4.3 Framebuffer设备驱动

4.4 MVB网卡驱动

4.5 本章小结

第五章 RTP协议栈的研究

5.1 系统总体设计

5.2 基于RTP协议栈的通信实现

5.3 RTP协议栈模块划分

5.4 RTP消息数据的测试

5.5 本章小结

第六章 IDU应用程序的设计

6.1 Qt/Embedded

6.2 基于Linux进程通信机制简介[3,4]

6.3 IDU的软件设计

6.4 本章小结

第七章 总结与展望

7.1 主要工作总结

7.2 今后需要进一步完善的地方

参考文献

个人简历 在读期间发表的学术论文

致谢