两种基于总线结构的局域网通信协议的分析与实现

摘要

该文以两种比较典型的控制类局域网为例,围绕如何选择和实现总线介质访问协议展开讨论.第一种为单层控制总线网,应用于铁路机务段内的远程监控项目.项目中利用RS-485接口组成总线网,采用自定义的轮询方式控制总线的介质访问.经过反复调试,成功实现了多个从机与单台监控主机之间同时进行的实时通信.另一种则是较复杂的分层局域网--列车通信网.在该文中,车厢总线网采用自定义轮询协议;对列车总线网,则基于标准令牌总线协议Ieee802.4提出了一种简化的新令牌协议.通过实验室内搭建的485总线网,文中还编写演示程序对新协议的有效性和可靠性作了初步验证.并进一步考虑了列车网初运行对令牌初始化和维护的影响.最后,对如何实现上层、两层网络之间的数据交换以及如何进一步提高通信速率等问题,文中都提出了一些探讨性建议.

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1控制总线网络概述

1.2 电力机车隔离开关控制系统

1.3列车通信网概述

第2章隔离开关系统的改进

2.1隔离开关操作的改进分析

2.2隔离开关监控系统组成

2.3操作人员的身份鉴别

2.4申请数据的输入

2.4.1键盘设计原理及实现

2.4.2数据输入中的其它防误措施

2.5数据的采集

2.6动作执行机构原理

2.7申请操作的工作流程

2.7.1流程介绍

2.7.2各项审查工作的内容

2.8多线程应用

2.8.1 MFC中多线程机制的原理

2.8.2设计中的多线程应用

2.8.3线程同步问题

第3章远程总线通信

3.1通信接口的选择

3.1.1 RS-232C

3.1.2 RS-422A和RS-423A

3.1.3 RS-485

3.1.4 20mA电流环

3.2远程总线通信的介质访问方式

3.2.1介质访问协议的比较

3.2.2总线的轮询通信协议

3.2.3总线通信的具体实现

3.2.4通信中的检错、纠错

3.3通信调试中的若干问题

3.3.1轮询中的主机定时

3.3.2对连续申请的误授权

第4章列车通信网络(TCN)介绍

4.1 TCN的网络结构

4.2 TCN的数据传输

4.2.1数据传输类型

4.2.2数据传输服务

4.2.3数据传输周期

4.2.4两层网络间的数据传输

第5章列车通信网的初步实现

5.1物理通信介质的选择

5.2介质访问方式的选择

5.2.1 MVB的介质访问方式的选择

5.2.2 WTB的介质访问方式的选择

5.3标准令牌总线协议IEEE802.4简介

5.3.1令牌的传递和维护方式

5.3.2令牌总线的初始化方式

5.4新令牌总线协议NEW802.4原理

5.4.1令牌总线的初始化方式

5.4.2令牌的传递和维护方式

5.4.3令牌的维护示例

5.4.4 New802.4中的控制帧

5.4.5 New802.4中的数据帧类型

5.5利用NEW802.4实现WTB网

5.5.1实现的网络环境

5.5.2程序实现的演示功能

5.6两种WTB介质访问方式

5.6.1 TCN协议中的轮询方式

5.6.2对WTB网的改进思路

5.7列车网的初运行

5.8两层网络之间数据传输的实现

5.8.1面向应用的实现原理

5.8.2实现示例

5.9如何进一步提高通信速率

5.9.1利用专用的硬件设备

5.9.2非平等列车节点机的设置

5.9.3限制最长数据帧

5.9.4过程数据与消息数据的灵活配置

结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果