CN209134438U - 一种机车fip网络测试平台 - Google Patents

Abstract

一种机车FIP网络测试平台，FIP总线管理器通过PCI接口连接PCI‑FIP网卡，PCI‑FIP网卡通过第一接头及FIP支干线缆连接第一接线盒；FIP从设备通过PCI接口连接PCI‑FIP网卡，PCI‑FIP网卡通过第二接头及FIP支干线缆连接到第二接线盒；CAN主控通过PCI接口连接PCI‑CAN网卡，PCI‑CAN网卡通过CAN线连接到FIP‑CAN网关，FIP‑CAN网关通过第三接头及FIP支干线缆连接到第三接线盒；FIP协议分析仪连接PC机，FIP协议分析仪通过第四接头及FIP支干线缆连接到第四接线盒；被测设备通过第五接头及FIP支干线缆连接到第五接线盒，第一接线盒和第五接线盒设有终端电阻；本实用新型能够实现FIP总线通信技术测试及FIP‑CAN异构网络设备互联互通测试。

Description

一种机车FIP网络测试平台

技术领域

本实用新型涉及铁路机车现场总线网络控制技术领域，尤其涉及FIP总线与CAN总线通信技术。

背景技术

国内外机车FIP总线技术虽已成熟，但国外厂商占据大部分FIP设备市场，使得国内FIP总线的使用成本很高；国内较多研发使用CAN总线的车载设备，且考虑到CAN总线的研究较成熟，CAN总线设备的成本远低于FIP设备，在实际应用中可以将CAN总线设备接入机车FIP总线，因此产生FIP与CAN数据交换的问题。目前较多采用国外网关设备进行数据转换，不利于国产化，同时也不能直观显示相应收发数据，数据调试不方便。

现有机车FIP网络技术成熟，但设备运行及维护成本较高，国产化水平不高，同时测试验证平台缺乏，同时缺少开发基于CAN总线的车载设备与FIP网络通信测试平台。

实用新型内容

为了测试FIP车载设备与其他FIP设备的通信以及与带有CAN接口设备的FIP的通信，本实用新型提供了一种机车FIP网络测试平台。

本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是：一种机车FIP网络测试平台，包括FIP总线管理器、FIP从设备、FIP-CAN网关、CAN主控、FIP协议分析仪、被测设备、第一接线盒、第二接线盒、第三接线盒、第四接线盒、第五接线盒、第一接头、第二接头、第三接头、第四接头和第五接头，第一接线盒、第二接线盒、第三接线盒、第四接线盒和第五接线盒之间依次通过FIP主干线缆连接，FIP总线管理器通过PCI接口连接PCI-FIP网卡，PCI-FIP网卡通过第一接头及FIP支干线缆连接第一接线盒；FIP从设备通过PCI接口连接PCI-FIP网卡，PCI-FIP网卡通过第二接头及FIP支干线缆连接到第二接线盒；CAN主控通过PCI接口连接PCI-CAN网卡，PCI-CAN网卡通过CAN线连接到FIP-CAN网关，FIP-CAN网关通过第三接头及FIP支干线缆连接到第三接线盒；FIP协议分析仪连接PC机，FIP协议分析仪通过第四接头及FIP支干线缆连接到第四接线盒；被测设备通过第五接头及FIP支干线缆连接到第五接线盒。

所述FIP总线管理器、FIP从设备和CAN主控为PC机，FIP总线管理器通过PC机的PCI接口连接PCI-FIP网卡，FIP从设备采用PC机，通过PC机的PCI接口连接PCI-FIP网卡，CAN主控通过PC机的PCI接口连接PCI-CAN网卡。

所述FIP主干线缆为2芯双绞屏蔽线，支干线缆为4芯双绞屏蔽线。

所述第一接头、第二接头、第三接头、第四接头和第五接头为DB9接头。

所述第一接线盒和第五接线盒设有终端电阻。

本实用新型的机车FIP网络测试平台，具有准确、可靠的测试能力，实现FIP总线通信技术测试及FIP-CAN异构网络设备互联互通测试；测试平台软硬件设计均采用模块化的方式，使得模块互换及升级维护方便；采用实时操作系统，保证网络协议转换的实时性；同时具有FIP、CAN总线通信功能测试，在铁路重载机车、地铁和轻轨领域具有很高的推广价值。

附图说明

图1是本实用新型机车FIP网络测试平台原理图。

具体实施方式

本实用新型的机车FIP网络测试平台原理参见图1，主要包括FIP总线管理器、FIP从设备、FIP-CAN网关、CAN主控、FIP协议分析仪、被测设备、第一接线盒、第二接线盒、第三接线盒、第四接线盒、第五接线盒、第一接头、第二接头、第三接头、第四接头和第五接头、FIP主干线缆和FIP支干线缆。第一接线盒、第二接线盒、第三接线盒、第四接线盒和第五接线盒之间依次通过FIP主干线缆连接，FIP总线管理器采用PC机，通过PC机的PCI接口连接PCI-FIP网卡，PCI-FIP网卡通过DB9第一接头及FIP支干线缆连接到第一接线盒，最终连接FIP主干线缆；FIP从设备采用PC机，通过PC机的PCI接口连接PCI-FIP网卡，PCI-FIP网卡通过DB9第二接头及FIP支干线缆连接到第二接线盒，最终连接FIP主干线缆。CAN主控采用PC机，通过PC机的PCI接口连接PCI-CAN网卡，PCI-CAN网卡通过DB9接口及双绞屏蔽CAN线连接到FIP-CAN网关，FIP-CAN网关硬件由3U母板、辅助板、CPU主板、PC104-FIP网卡、前面板组成，实现FIP网络与CAN网络的数据交换功能，FIP-CAN网关通过DB9第三接头及FIP支干线缆连接到第三接线盒，最终连接FIP主干线缆。FIP协议分析仪通过USB接口连接PC机显示接收的FIP数据，通过第四DB9接头及FIP支干线缆连接到第四接线盒，最终连接FIP主干线缆。被测设备通过DB9第五接头及FIP支干线缆连接到第五接线盒，最终连接FIP主干线缆，第一接线盒和第五接线盒均需放置终端电阻，FIP主干线缆采用2芯双绞屏蔽线，支干线缆采用4芯双绞屏蔽线，通过各个接线盒(FIELDTAP)连接FIP主干线缆和FIP支干线缆，FIP支干线缆通过DB9接头(FIELDROP)连接PCI-FIP网卡、FIP-CAN网关、FIP协议分析仪和被测设备。

工作原理：本专利实施例中，FIP总线管理器是整个网络通信的通信流程管理者，总线管理器轮流呼叫每一个生产者变量，可以用于模拟实际车载网络的中央控制单元MPU。FIP从设备模拟实际车载FIP网络的从设备，BCU、TCU等。FIP-CAN网关实现FIP网络与CAN网络的数据交换功能，FIP端具有FIP网络站点的全部通信功能，CAN端采用标准CAN接口。CAN主控模拟CAN总线控制器及其功能。FIP协议分析仪捕捉、记录和分析FIP网络的数据帧，可用于分析网络通信质量和验证数据传输的正确性。被测设备为开发的实际车载设备，接入开发网络进行FIP通信调试及功能测试，进行FIP与CAN通信调试和功能测试。FIP主干线缆、FIP支干线缆和CAN线缆及其连接器连接FIP网络以及CAN网络实现通信。

FIP总线管理器的PC机上采用C语言开发PCI-FIP网卡驱动程序，初始化PCI-FIP网卡，启动或停止FIP通信，设置总线通信速率,设置PCI-FIP网卡为总线总裁器负责FIP总线轮询，负责FIP总线周期通信控制，实现与FIP总线上其他设备的通信功能，发送或接收周期性FIP变量，生成总线配置文件及轮询表，监视FIP总线设备是否在线，通信是否正常等；采用LabVIEW组态软件进行图形界面设计，具有调试功能，通过图形界面直接修改发送生产者变量，并以图形元素直观显示接收的消费者变量。

FIP从设备的PC机上采用C语言开发PCI-FIP网卡驱动程序，初始化PCI-FIP网卡，设置总线通信速率,实现与FIP总线上其他设备的通信功能，发送或接收周期性FIP变量等；采用LabVIEW组态软件进行图形界面设计，具有调试功能，通过图形界面直接修改发送生产者变量，并以图形元素直观显示接收的消费者变量。

连接FIP协议分析仪的PC机上开发并运行相应程序，采集、分析(解释)、显示总线上的各种帧(正常的和错误的帧)的信息。

CAN主控的PC机上采用C语言开发PCI-CAN卡驱动程序进行初始化，开发LabVIEW图形界面程序，模拟带有CAN接口的车载设备，通过图形界面直接修改发送给FIP-CAN网关的CAN数据，并以图形元素直观显示从FIP-CAN网关接收的CAN数据。

FIP-CAN网关的CPU主板采用嵌入式ARM主处理器，在Ubuntu嵌入式操作系统下开发PC104-FIP网卡驱动程序，对PC104-FIP网卡进行初始化设置，实现与FIP总线上其他设备的通信功能，发送或接收周期性FIP变量；在ECLIPSE开发环境下调用SocketCAN，实现与CAN主控的CAN通信功能，发送或接收CAN变量，编写FIP与CAN数据的相互转换程序，最终实现FIP-CAN网关数据收发及转换功能。

本实用新型的FIP网络测试平台用于FIP总线及相关FIP设备的系统、部件的开发和验证，还可用于FIP总线与CAN总线的互联，实现FIP总线和CAN总线的双向数据转换功能，用于相关CAN设备的开发与功能验证。可以测试国内开发的FIP车载设备与其他FIP设备的通信以及与带有CAN接口设备的FIP通信，推进国产化进程，加快FIP车载设备和CAN车载设备的开发与调试速度，降低设计成本，降低运行成本。测试平台将处于异构网络的FIP设备与传统的CAN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FIP网络设备和CAN网络设备，一定程度上为推动国内列车网络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，推动我国机车通信总线的多元化发展。机车FIP网络通信技术的研究，在理论分析和实际应用上均具有深远意义。

本实用新型是通过实施例进行描述的，本领域技术人员知悉，在不脱离本实用新型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，在本实用新型的教导下，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实用新型的精神和范围。因此，本实用新型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实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种机车FIP网络测试平台，其特征在于：包括FIP总线管理器、FIP从设备、FIP-CAN网关、CAN主控、FIP协议分析仪、被测设备、第一接线盒、第二接线盒、第三接线盒、第四接线盒、第五接线盒、第一接头、第二接头、第三接头、第四接头和第五接头，第一接线盒、第二接线盒、第三接线盒、第四接线盒和第五接线盒之间依次通过FIP主干线缆连接，FIP总线管理器通过PCI接口连接PCI-FIP网卡，PCI-FIP网卡通过第一接头及FIP支干线缆连接第一接线盒；FIP从设备通过PCI接口连接PCI-FIP网卡，PCI-FIP网卡通过第二接头及FIP支干线缆连接到第二接线盒；CAN主控通过PCI接口连接PCI-CAN网卡，PCI-CAN网卡通过CAN线连接到FIP-CAN网关，FIP-CAN网关通过第三接头及FIP支干线缆连接到第三接线盒；FIP协议分析仪连接PC机，FIP协议分析仪通过第四接头及FIP支干线缆连接到第四接线盒；被测设备通过第五接头及FIP支干线缆连接到第五接线盒。

2.根据权利要求1所述的一种机车FIP网络测试平台，其特征在于：所述FIP总线管理器、FIP从设备和CAN主控为PC机，FIP总线管理器通过PC机的PCI接口连接PCI-FIP网卡，FIP从设备采用PC机，通过PC机的PCI接口连接PCI-FIP网卡，CAN主控通过PC机的PCI接口连接PCI-CAN网卡。

3.根据权利要求1所述的一种机车FIP网络测试平台，其特征在于：所述FIP主干线缆为2芯双绞屏蔽线，支干线缆为4芯双绞屏蔽线。

4.根据权利要求1所述的一种机车FIP网络测试平台，其特征在于：所述第一接头、第二接头、第三接头、第四接头和第五接头为DB9接头。

5.根据权利要求1所述的一种机车FIP网络测试平台，其特征在于：所述第一接线盒和第五接线盒设有终端电阻。