【摘 要】
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列车网络控制系统作为铁路运输设备的“大脑和中枢神经系统”,肩负着整车关键设备的接口信息和管理信息,负责对整个列车进行控制、协调、状态监测和诊断,以确保列车安全有效
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列车网络控制系统作为铁路运输设备的“大脑和中枢神经系统”,肩负着整车关键设备的接口信息和管理信息,负责对整个列车进行控制、协调、状态监测和诊断,以确保列车安全有效的运行,是轨道交通装备的关键核心技术。近年来虽然我国在基于全列车车辆控制系统与车载网络的研究工作取得了一定的进展,但是由于起步晚、技术复杂性以及长期被国外公司所垄断等诸多因素,相比于国外我国列车网络技术水平还是很落后,严重影响我国深层次的推进整车关键核心部件国产化和自主化。为此铁道部组织开展了引进、消化吸收国外先进列车网络控制技术的工作。为适应当前国内铁路行业发展的新趋势,本文从国内外机车车辆控制与车载网络系统的发展现状出发,设计实现了具备可扩展性和一定通用性的CCU主板。论文首先介绍了SS3B重联型机车、CRH5动车组和成都地铁一号线的列车控制与网络系统的整体架构及各模块间的网络通信方式,通过对其CCU单元结构与功能的分析,完成本文所设计CCU主板的需求分析,设计了能适用于几种车型的CCU主板。为了提高主板的通用性和可扩展能力,主板采用了核心板+底板的组成形式,核心板上扩展有丰富的外围接口,方便用户以此核心板为平台进行相关车载设备产品开发。系统微处理器选择ATMEL公司最新推出的主频为536MHz的SAMA5D3系列微控制器,能够满足当前车载设备产品的应用需求,并且高性能微处理器的选择一定程度上提高了系统高速处理能力；接着深入讲解了整个系统的构建,包括系统设计方法以及硬件电路的具体设计实现；此外为主板移植了Linux操作系统,方便用户进行二次开发和上层软件移植；最后完成对CCU主板的硬件电路与各模块功能的测试。本CCU主板所采用的2路CAN、RS485和RS232多种总线通讯方式,使其能适用于多种车型,此外系统所采用的核心板+底板的结构形式一定程度上提高了系统的通用性。系统核心板的设计为车载高端嵌入式设备提供开发平台,为此核心板上扩展有车载设备产品常用接口,以提高系统的可扩展性能力。通过对CCU主板各模块功能的测试结果表明,系统各功能模块均能够正常运行。
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