基于以太网的磁浮列车车载悬浮调试网设计与实现.doc

西 南 交 通 大 学 研 究 生 学 位 论 文 车载悬浮调试网络设计与实现 年 级 二○○级 姓 名 申请学位级别 工 学 硕 士 专 业 指 导 教 师 教授 二○○ 年 月 Classified Index:TP273 U.D.C: Southwest Jiaotong University Master Degree Thesis THE DESIGN AND IMPLEMENTAIONT OF LEVITAION DEBUG NETWORK OF MAGLEV TRAIN BASED ON ETHERNET Class: Electrical Engineering 2005 Candidate: Huang Bing Academic Degree Applied for: Master of Engineering Major: Electromagnetic Suspension And Superconduct Engineering Supervisor: Prof. Zhang Kunlun May.2008 西南交通大学 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 1. 必威体育官网网址□，在 年解密后适用本授权书； 2. 不必威体育官网网址□，使用本授权书。 （请在以上方框内打“√”） 学位论文作者签名： 指导老师签名： 日期： 日期： 西南交通大学学位论文创新性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确的说明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 本学位论文的主要创新点如下： 1.对西南交通大学现行的悬浮控制调度网络进行分析基础上，设计了一种专用MaglevCE网关，并利用它组建以太网和CAN相综合的悬浮调试网络。 2. 为了实现CAN数据与以太网数据的双向通信，本文在移植uIP0.9嵌入式TCP/IP协议栈基础上，设计了一个通信转换协议—CAN_TCPd协议。 摘 要 高速磁浮列车以其在技术、经济、环保等方面的独特优势被认为是世纪交通工具的发展方向，悬浮控制是磁悬浮列车的关键技术，而悬浮控制的实现需要一种有效可靠的调试网络支持。在西南交通大学悬浮控制系统中，现行的悬浮调试网络采用单一CAN网络实现,但这样的网络由于其开放性差和总线网络节点数受限等因素，表现出诸多弊端。本文设计了一种专用MaglevCE网关，并利用它组建以太网和CAN相综合的悬浮调试网络。 在这种悬浮调试网络中，MaglevCE网关将连接悬浮控制器的CAN总线转为以太网总线，而悬浮调试主机通过以太网总线与MaglevCE网关通信，这样悬浮调试主机就可以与悬浮控制器进行通信，以完成悬浮调试中数据的传输。 MaglevCE网关硬件用DSP芯片TMS320F2812与网络接口控制器CS8900A相结合实现。软件实现过程中，将嵌入式TCP/IP协议栈－uIP0.9成功移植到已建的硬件平台上，并以此协议栈为基础开发了MaglevCE网关所需的应用层协议。悬浮控制器CAN节点与悬浮调试主机通信以TCP协议进行，这样对于悬浮调试主机来说，通信模块可用标准网络编程方法实现，如WINDOWS SOCKET API，提高了悬浮调试软件的开放性。考虑到MaglevCE网关功能的扩展，设计中还增加相应的硬件和软件支持。 测试结果表明，本文提出的悬浮调试网络接入方案不仅利用了现有CAN调试网络，网络拓扑合理，且提高了悬浮调试软件的可放性。 关键词：磁悬浮列车 调试网络 CAN 以太网 ABSTRACT Realizing super high-speed running, safety, reliability, low environmental impact and minimum maintenance, Maglev train is regarded as an example of a modern transport means. Electromagneti