CRH2型動車組國產(chǎn)化制動控制單元(BCU)通信網(wǎng)關的研究.pdf

1、高速列車的控制命令、運行監(jiān)控、故障檢測與診斷的信息都是通過列車通信網(wǎng)絡傳送的。對于動力分散方式的高速列車,需要由網(wǎng)絡傳遞牽引或制動控制信息,以保障各單元協(xié)調(diào)統(tǒng)一的工作。同時,各動車或拖車的工作狀態(tài)也通過網(wǎng)絡傳輸給主控車,用以狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷。
　　 CRH2型動車組中的制動控制指令即通過列車通信網(wǎng)絡來傳送,其中列車信息終端與制動控制單元(BCU)通信的傳輸介質(zhì)為光纖,采用HDLC協(xié)議。由于國外企業(yè)不公開列車信息終端與BCU通信

2、的數(shù)據(jù)含義,這就給動車組上制動設備的替換更新帶來一定的困難,所以需要對CRH2型動車組列車控制網(wǎng)絡進行分析,解決國產(chǎn)化BCU的聯(lián)網(wǎng)問題。
　　 本文在闡述CRH2型動車組制動系統(tǒng)與通信網(wǎng)絡構(gòu)成的基礎上,針對CRH2型動車組列車信息終端與國產(chǎn)化BCU的聯(lián)網(wǎng)問題,利用光纖通信技術與SOPC技術,設計了一種用于國產(chǎn)化BCU的通信網(wǎng)關,完成光纖通信模塊、USB傳輸模塊、FPGA模塊、RS485通信模塊以及電源模塊等部分的設計。光纖通信模

3、塊主要采用HFBR-0400系列光纖收發(fā)器完成光電轉(zhuǎn)換電路的設計;USB傳輸模塊把數(shù)據(jù)上傳到上位機;FPGA模塊將自定制的BCU通信控制IP模塊與NiosⅡ軟核處理器、UART等單元在Altera公司的FPGA上完成SOPC系統(tǒng)的集成;RS485模塊則實現(xiàn)通信網(wǎng)關與國產(chǎn)化BCU的通信;電源模塊為整個通信網(wǎng)關提供5V、3.3V和1.2V的供電電源。最后在日方Nabtesco制動系統(tǒng)(列車信息終端)實驗臺與國產(chǎn)化BCU上進行數(shù)據(jù)采集實驗、雙