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现场总线技术作为计算机网络技术快速发展的产物,目前已经成为自动化领域技术发展的热点之一。现场总线作为一种数字化通信网络,具有开放性好、性能可靠、造价低廉、可维护性好等优点,因而被应用于许多领域。现场总线在铁路交通机车控制方面的应用最终形成了列车通信网络。LonWorks是一种基于嵌入式神经元(Neuron)芯片的现场总线技术,被广泛应用于楼宇自动化、家庭自动化、办公设备、运输设备和工业过程控制等领域,并已经成为IEEE1473-L列车通信标准。为车载PC/104控制系统设计相应的LonWorks总线接口,使车载控制设备互连形成LonWorks列车通信网络,可以极大的提高列车运行的安全性、稳定性和舒适性。 本文首先介绍了现场总线技术以及列车通信网络的概况,然后比较详细地介绍了LonWorks现场总线技术,主要包括技术概述、LonTalk协议和神经元芯片三个部分。在此基础上提出模拟列车通信系统的功能要求和系统设计方案,重点讨论了如何实现PC/104系统的LonWorks现场总线接口。接着,详细介绍了PC/104系统LonWorks现场总线接口电路的硬件设计、神经元芯片的专用编程语言Neuron C以及接口电路软件设计。最后,本文介绍了单节点网络通讯调试以及模拟多节点列车网络通讯调试的实验结果。 本文成功地研制了PC/104系统LonWorks接口电路,该接口使PC/104系统可以直接接入LonWorks网络,完成数据采集、设备控制、网络监控等功能。由于采用双口RAM方式进行数据交换,并且用硬件方式解决了访问冲突问题,因而具有方便快速、应用灵活、易于编程等特点。随着PC/104系统与LonWorks技术的不断发展,相信本文开发的接口电路将会拥有广阔的应用前景。同时,本文设计了简单的模拟列车通讯网络系统,通过本系统可以完成列车内部数据传输和简单的列车运行控制功能,它将为以后LonWorks网络在这一方面的应用打下一定的基础。
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Degree: 工学硕士
Mentor: 王兆安
Student No.:
Year: 2005
Language: Chinese
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