全电子铁路信号集中监测系统中通信板的设计与实现

发布时间：2024-02-03 17:08

　　随着计算机、通信等技术的高速发展,目前信号集中监测系统在铁路现场已经实现了信号设备状态的准确采集、实时监控与可靠传输等功能。现代铁路运输能力逐步升级扩大,对数据吞吐量的要求越来越高,通信数据信息传输的周期和传输的速率也将对列车运输、安全起到至关重要的作用。论文设计并开发了通信板,用以改善数据的通信方式和缩短通信的周期。通信板主要是利用CAN总线与以太网的相互转换实现全电子铁路信号集中监测系统的实时通信,缩短了通信周期,提高了集中监测系统的性能。监测通信板将大量的执行模块信息准确的与信号集中监测系统进行共享交互,为全电子的安全执行提供可靠依据。论文首先阐述了全电子铁路信号集中监测系统的相关内容,然后阐述与其相关的全电子执行模块,由此针对目前信号集中监测系统的特点,分析存在的问题,提出了本次课题研究设计的主题。针对提出的问题,研究设计优化方案,并描述了通信板的功能特点及结构优势。其中重点是论述基于ARM监测通信板的实现功能和详细的硬件开发、软件设计及调试过程。本次设计重点在研究主控制器AT91RM9200、CAN总线和以太网的基础上对全电子铁路信号集中监测系统中通信板进行了研究与设计。其设...

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【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 选题背景
        1.1.1 国内发展现状
        1.1.2 国外发展现状
    1.2 论文研究目的及意义
    1.3 论文研究内容及结构布局
        1.3.1 论文研究内容
        1.3.2 论文结构布局
2 全电子铁路信号集中监测系统
    2.1 铁路信号集中监测系统
        2.1.1 系统的结构
        2.1.2 系统的功能
    2.2 全电子执行单元
        2.2.1 执行单元的结构
        2.2.2 全电子执行单元特点
        2.2.3 执行单元的类型
    2.3 全电子铁路信号集中监测系统分析
    2.4 本章小结
3 监测通信板总体架构设计
    3.1 总体架构设计
    3.2 通信板功能特点
    3.3 设计对比优势
    3.4 本章小节
4 监测通信板原理及电路设计
    4.1 通信板结构
    4.2 微处理器原理与外围电路设计
        4.2.1 微控制器AT91RM9200
        4.2.2 微处理器的外围电路设计
    4.3 CAN总线原理和电路设计
        4.3.1 CAN总线原理
        4.3.2 CAN总线电路
    4.4 以太网设计
        4.4.1 以太网技术
        4.4.2 UDP协议
        4.4.3 以太网芯片CS8900
    4.5 扩展以太网口电路设计
        4.5.1 以太网扩展芯片KSZ8863
        4.5.2 以太网扩展电路设计
    4.6 稳压电路和复位电路设计
        4.6.1 稳压电路
        4.6.2 复位电路
    4.7 FPGA电路设计
    4.8 外部存储器扩展电路设计和JTAG电路设计
        4.8.1 外部存储器扩展电路设计
        4.8.2 JTAG设计
    4.9 监测通信板设计
        4.9.1 PCB板布局与布线设计
        4.9.2 监测通信板
    4.10 本章小结
5 监测通信板软件设计
    5.1 通信板软件开发环境
    5.2 监测通信板软件设计
    5.3 通信板调试与实现
        5.3.1 裸板调试
        5.3.2 测试平台构建
    5.4 本章小结
结论
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果



本文编号：3894455