列车通信网络实时协议的实现
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1999年,IEC/TC9/WG22制定的列车通信网络(TCN)标准IEC61375正式成为国际标准。目前,列车通信网络(TCN)已经在世界范围内得到广泛应用。虽然国内对列车通信网络设备的研究已经日渐成熟,但是对实时协议(RTP)的研究却很少,并且在这些研究中还存在许多问题。因此通过深入研究了列车通信网络标准,在OSI参考模型基础上设计并实现了一种通用的实时协议栈。实时协议栈的架构设计为四部分模块:核心协议模块,设备接口模块,系统模拟模块和用户接口模块。实时协议栈的核心协议模块实现了符合标准的具体层次:多功能车辆总线(MVB)设备和绞线式列车总线(WTB)设备的链路层功能;网络层路由过程和路由目录结构;传输层控制结构和状态转移机制;会话层控制结构和消息回调机制;过程变量服务和消息数据服务的应用层接口。设备接口模块中设计了特有的设备接口类型。系统模拟模块定义了操作系统的具体机制。用户接口模块为进一步实现列车网络管理服务提供了基础。实时协议栈优化了设备链路层和网络路由结构,加强了可靠性和实时性。此外,在设计时充分考虑了列车通信网络的发展趋势。设备接口模块能够有效管理总线设备,支持总线类型的扩展。系统模拟层使协议栈能够适应不同的系统环境,便于移植。在测试平台中,协议栈经过了各方面的测试,其测试结果说明协议栈具备了良好的性能。
致谢 | 第5-6页 |
摘要 | 第6-7页 |
Abstract | 第7页 |
目录 | 第8-10页 |
第1章 绪论 | 第10-17页 |
1.1 列车通信网络发展概述 | 第10页 |
1.2 主流列车网络技术比较 | 第10-14页 |
1.2.1 LonWorks网络技术 | 第10-11页 |
1.2.2 ARCNET网络技术 | 第11-12页 |
1.2.3 WorldFIP网络技术 | 第12页 |
1.2.4 CAN总线技术 | 第12-13页 |
1.2.5 TCN网络技术 | 第13-14页 |
1.3 国内列车通信网络研究现状 | 第14-15页 |
1.4 论文的主要内容和工作 | 第15-16页 |
1.5 本章小结 | 第16-17页 |
第2章 列车通信网络标准的研究 | 第17-34页 |
2.1 列车通信网络的特性 | 第17-24页 |
2.1.1 多功能车辆总线 | 第18-22页 |
2.1.2 绞线式列车总线 | 第22-24页 |
2.2 列车网络实时协议 | 第24-30页 |
2.2.1 过程变量服务 | 第25-27页 |
2.2.2 消息数据服务 | 第27-30页 |
2.3 列车网络管理 | 第30-32页 |
2.3.1 网络管理者和网络代理者 | 第30-32页 |
2.3.2 网络管理消息协议 | 第32页 |
2.4 本章小结 | 第32-34页 |
第3章 实时协议栈的实现 | 第34-75页 |
3.1 网络协议栈总体架构 | 第34-39页 |
3.1.1 OSI参考模型 | 第34-35页 |
3.1.2 通用网络协议栈架构 | 第35-37页 |
3.1.3 实时协议栈总体设计 | 第37-39页 |
3.2 实时协议链路层实现 | 第39-46页 |
3.2.1 过程数据链路层接口 | 第39页 |
3.2.2 消息数据链路层接口 | 第39-41页 |
3.2.3 设备接口模块实现 | 第41-42页 |
3.2.4 多功能车辆总线设备驱动 | 第42-44页 |
3.2.5 绞线式列车总线设备驱动 | 第44-46页 |
3.3 消息服务网络层实现 | 第46-53页 |
3.3.1 路由目录接口 | 第46-49页 |
3.3.2 路由目录哈希表 | 第49-50页 |
3.3.3 路由过程实现 | 第50-53页 |
3.4 消息服务传输层实现 | 第53-60页 |
3.4.1 传输层接口 | 第53-55页 |
3.4.2 传输控制块 | 第55-56页 |
3.4.3 状态转移机制实现 | 第56-60页 |
3.5 消息服务会话层实现 | 第60-64页 |
3.5.1 会话层接口 | 第60-61页 |
3.5.2 会话控制块 | 第61-62页 |
3.5.3 消息回调机制实现 | 第62-64页 |
3.6 实时协议应用层实现 | 第64-69页 |
3.6.1 变量服务应用层接口 | 第64-66页 |
3.6.2 消息服务应用层接口 | 第66-68页 |
3.6.3 用户接口模块实现 | 第68-69页 |
3.7 实时协议栈系统模拟层实现 | 第69-73页 |
3.7.1 数据缓冲区管理 | 第69-70页 |
3.7.2 同步和通信机制实现 | 第70-71页 |
3.7.3 系统定时器实现 | 第71-73页 |
3.7.4 协议栈剪裁和移植 | 第73页 |
3.8 本章小结 | 第73-75页 |
第4章 实时协议栈的测试 | 第75-82页 |
4.1 协议栈测试平台 | 第75-76页 |
4.1.1 测试环境 | 第75-76页 |
4.1.2 测试方案 | 第76页 |
4.2 协议栈性能测试 | 第76-80页 |
4.2.1 链路层通信测试 | 第76-78页 |
4.2.2 网络层测试 | 第78页 |
4.2.3 传输层测试 | 第78-79页 |
4.2.4 系统接口模块测试 | 第79-80页 |
4.2.5 协议栈回环测试 | 第80页 |
4.3 本章小结 | 第80-82页 |
第5章 结论 | 第82-84页 |
参考文献 | 第84-87页 |
作者简介 | 第87页 |
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