CN109587015B - 一种tcn-can网络通信测试平台 - Google Patents

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Abstract

一种TCN‑CAN网络通信测试平台，包括TCN通信设备和CAN通信设备，TCN通信设备的第一机架和第二机架的网关GW、显示屏HMI、主控模块VCU、远程IO模块和待测MVB设备均通过MVB总线连接，第一机架的网关GW和第二机架的网关GW通过WTB总线连接；TCN通信设备的第一司控台通过硬线连接第一机架的远程IO模块，TCN通信设备的第二司控台通过硬线连接到第二机架的远程IO模块；CAN通信设备的第三机架的工控机上的CANopen主站卡通过CANopen总线连接第三机架上的待测CANopen主站设备和第二机架的主控模块VCU，第四机架的工控机上的CANopen从站卡通过CANopen总线连接第四机架上的待测CANopen从站设备和第三机架的CANopen主站卡，本发明可以实现多种总线通信技术测试及异构网络设备互联互通测试。

Description

一种TCN-CAN网络通信测试平台
技术领域
本发明涉及铁路机车现场总线网络控制技术领域，特别涉及多种不同总线的车载设备互联互通技术。
背景技术
国内外TCN总线技术虽已成熟，但国外厂商占据大部分TCN设备市场，使得国内TCN总线的使用成本很高；国内较多研发使用CAN总线的列车车载设备，且考虑到CAN总线技术的研究较成熟，CAN总线设备的成本远低于TCN设备，在实际应用中可以将CAN总线设备接入车辆总线，因此产生TCN与CAN数据交换的问题。
现有高速列车TCN网络技术成熟，但设备维护成本较高，国产化水平不高，而开发基于CAN总线的车载设备缺少测试平台，验证开发设备的可靠性。
发明内容
为了解决TCN车载设备和CAN总线车载设备测试的问题，本发明提供了一种TCN-CAN网络通信测试平台。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种TCN-CAN网络通信测试平台，包括TCN通信设备和CAN通信设备，TCN通信设备包括第一司控台、第二司控台、第一机架和第二机架，第一机架和第二机架的网关GW、显示屏HMI、主控模块VCU、远程IO模块和待测MVB设备均通过MVB总线连接，第一机架的网关GW和第二机架的网关GW通过WTB总线连接；TCN通信设备的第一司控台通过硬线连接第一机架的远程IO模块，TCN通信设备的第二司控台通过硬线连接到第二机架的远程IO模块；CAN通信设备包括第三机架和第四机架，第三机架和第四机架内分别设置工控机、以及与工控机连接的工控机操作键盘和工控机显示器，第三机架的工控机上的CANopen主站卡通过CANopen总线连接第三机架上的待测CANopen主站设备和第二机架的主控模块VCU，第四机架的工控机上的CANopen从站卡通过CANopen总线连接第四机架上的待测CANopen从站设备和第三机架的CANopen主站卡；
第一司控台或第二司控台发出命令，第一机架远程IO或第二机架远程IO进行数据分配，通过MVB总线分配给待测MVB设备、网关GW和主控模块VCU，待测MVB设备和网关GW再将运行后的数据送到主控模块VCU，主控模块VCU进行逻辑运算和判断，将结果分发到显示屏HMI进行数据显示和操作提示、分发到网关GW进行MVB到TCN数据转换及传输、分发到待测MVB设备操作和验证待测设备功能、分发到远程IO再通过硬线传给第一司控台或第二司控台提供状态或报警信号；第二机架的主控模块VCU通过CANopen接口与第三机架的CANopen主站卡或第三机架的待测CANopen主站设备进行MVB-CANopen数据双向转换；第四机架的CANopen从站卡通过CANopen接口连接第三机架的CANopen主站卡进行CANopen数据通信，数据信息通过工控机显示器显示，数据通过工控机操作键盘输入。
所述第三机架和第四机架上分别设有连接工控机的操作鼠标。
本发明的TCN-CAN网络通信测试平台，可以实现多种总线通信技术测试及异构网络设备互联互通测试；模块化的方式实现软硬件的功能，使得模块互换及升级维护方便；采用实时操作系统，保证多种网络转换的实时性，待测设备数据传输的准确性；采用专用协议模块及协议栈，保证协议转换可靠；同时具有MVB、CAN、WTB总线通信功能测试，设计新颖，在铁路、地铁和轻轨领域具有很高的推广价值。
附图说明
图1是本发明TCN-CAN网络通信测试平台原理图。
具体实施方式
本发明的TCN-CAN网络通信测试平台原理如图1所示，主要包括TCN通信设备和CAN通信设备，TCN通信设备包括第一司控台、第二司控台、第一机架和第二机架，第一机架和第二机架的网关GW、显示屏HMI、主控VCU、远程IO和待测MVB设备均通过MVB总线连接。第一机架的网关GW和第二机架的网关GW通过WTB总线连通，TCN通信设备中的第一司控台通过硬线连接到第一机架的远程IO，TCN通信设备中的第二司控台通过硬线连接到第二机架的远程IO。CAN通信设备包括第三机架和第四机架，第三机架放置工控机、工控机操作键盘、工控机操作鼠标、工控机显示器，第三机架的工控机的CANopen主站卡通过CANopen总线连接第三机架的待测CANopen主站设备和第二机架的主控VCU，通过工控机PCI总线接口连接CANopen主站卡和待测CANopen主站设备。第四机架放置工控机、工控机操作键盘、工控机操作鼠标、工控机显示器，通过工控机PCI总线接口连接CANopen从站卡和待测CANopen从站设备。所述第四机架上的工控机上的CANopen从站卡通过CANopen总线连接第四机架上的待测CANopen从站设备和第三机架的CANopen主站卡。
工作原理：本专利实施例中，第一机架和第二机架分别代表列车的两个列车网络控制单元，每个网络控制单元内部通过车辆总线MVB总线连接，传输MVB的过程、消息和监视三种数据。其中一个网络控制单元通过网关GW将MVB数据转换为WTB数据，通过列车总线WTB连接和传输到另一个网络控制单元的网关GW，通过网关GW将收到的WTB数据转换为MVB数据，分发到MVB总线上。
司机操作命令通过第一司控台发出命令，通过硬线连接到第一机架的远程IO，远程IO进行数据分配，通过MVB总线分配给待测MVB设备、网关GW和主控VCU，待测MVB设备和网关GW再将运行后的数据送到主控VCU，主控VCU最后进行逻辑运算和判断，将结果分发到显示屏HMI进行数据显示和一些操作提示、分发到网关GW进行MVB到TCN数据转换及传输、分发到待测MVB设备操作和验证待测设备功能、分发到远程IO再通过硬线传给第一司控台提供一些状态或报警信号。
司机操作命令通过第二司控台发出命令，通过硬线连接到第二机架的远程IO，远程IO进行数据分配，通过MVB总线分配给待测MVB设备、网关GW和主控VCU，待测MVB设备和网关GW再将运行后的数据送到主控VCU，主控VCU最后进行逻辑运算和判断，将结果分发到显示屏HMI进行数据显示和一些操作提示、分发到网关GW进行MVB到TCN数据转换及传输、分发到待测MVB设备操作和验证待测设备功能、分发到远程IO再通过硬线传给第二司控台提供一些状态或报警信号，主控VCU通过CANopen接口与第三机架的CANopen主站卡进行MVB-CANopen数据双向转换，或与第三机架的待测CANopen主站设备进行MVB-CANopen数据双向转换，操作和验证待测设备功能。
第三机架的CANopen主站卡通过CANopen接口连接第四机架的CANopen从站卡进行CANopen数据通信，连接第二机架的主控VCU进行MVB-CANopen数据双向转换，数据信息通过工控机显示器显示，数据输入可以操作工控机键盘和鼠标。
第二机架的主控VCU与第三机架的待测CANopen主站设备进行MVB-CANopen数据双向转换及传输，可以对待测主站设备功能进行测试。
第四机架的CANopen从站卡通过CANopen接口连接第三机架的CANopen主站卡进行CANopen数据通信，数据信息通过工控机显示器显示，数据输入可以操作工控机键盘和鼠标。
第三机架的CANopen主站卡或待测CANopen主站设备与第四机架的待测CANopen从站设备进行CANopen数据通信，可以对待测从站设备功能进行测试。
本方案测试平台可以测试国内第三方开发的TCN车载设备替代原来国外TCN车载设备，降低维护成本，加快国产化进程；也可以测试第三方开发的基于CAN总线的车载设备，接入TCN网络共同实现列车网络控制，降低运行成本。测试平台将处于异构网络的设备与传统的TCN网络互联，实现不同类型的网络之间的协议转换，对新开发待测设备进行可靠性分析。本专利加快了开发国产TCN网络设备，一定程度上为推动国内列控技术的发展提供动力，也为多种列车总线通信产品联合运作增加可能性，推动我国列车通信总线的多元化发展。
本发明是通过实施例进行描述的，本领域技术人员知悉，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种TCN-CAN网络通信测试平台，其特征在于：包括TCN通信设备和CAN通信设备，TCN通信设备包括第一司控台、第二司控台、第一机架和第二机架，第一机架的网关GW、显示屏HMI、主控模块VCU、远程IO模块和待测MVB设备通过MVB总线连接，第二机架的网关GW、显示屏HMI、主控模块VCU、远程IO模块和待测MVB设备通过MVB总线连接，第一机架的网关GW和第二机架的网关GW通过WTB总线连接； TCN通信设备的第一司控台通过硬线连接第一机架的远程IO模块，TCN通信设备的第二司控台通过硬线连接到第二机架的远程IO模块；CAN通信设备包括第三机架和第四机架，第三机架内设置工控机、以及与工控机连接的工控机操作键盘和工控机显示器，第四机架内设置工控机、以及与工控机连接的工控机操作键盘和工控机显示器，第三机架的工控机上的CANopen主站卡通过CANopen总线连接第三机架上的待测CANopen主站设备和第二机架的主控模块VCU，第四机架的工控机上的CANopen从站卡通过CANopen总线连接第四机架上的待测CANopen从站设备和第三机架的CANopen主站卡；
第一司控台发出命令，第一机架的远程IO模块进行数据分配，通过第一机架的MVB总线分配给第一机架的待测MVB设备、网关GW和主控模块VCU，待测MVB设备和网关GW再将运行后的数据送到主控模块VCU，主控模块VCU进行逻辑运算和判断，将结果分发到显示屏HMI进行数据显示和操作提示、分发到网关GW进行MVB到TCN数据转换及传输、分发到待测MVB设备操作和验证待测设备功能以及分发到远程IO模块再通过硬线传给第一司控台提供状态或报警信号；第二司控台发出命令，第二机架的远程IO模块进行数据分配，通过第二机架的MVB总线分配给第二机架的待测MVB设备、网关GW和主控模块VCU，待测MVB设备和网关GW再将运行后的数据送到主控模块VCU，主控模块VCU进行逻辑运算和判断，将结果分发到显示屏HMI进行数据显示和操作提示、分发到网关GW进行MVB到TCN数据转换及传输、分发到待测MVB设备操作和验证待测设备功能以及分发到远程IO模块再通过硬线传给第二司控台提供状态或报警信号；第二机架的主控模块VCU通过CANopen接口与第三机架的CANopen主站卡或第三机架的待测CANopen主站设备进行MVB-CANopen数据双向转换；第四机架的CANopen从站卡通过CANopen接口连接第三机架的CANopen主站卡进行CANopen数据通信，数据信息通过工控机显示器显示，数据通过工控机操作键盘输入。
2.根据权利要求1所述的一种TCN-CAN网络通信测试平台，其特征在于：所述第三机架和第四机架上分别设有连接工控机的操作鼠标。
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