[發明專利]列車通信網絡故障檢測和分析方法及系統

有效

• 申請號: 201410543355.5
• 申請日: 2014-10-15
• 公開（公告）號: CN104243244B
• 公開（公告）日: 2017-11-17
• 發明（設計）人: 蘭昱;范德文;祁偉
• 申請（專利權）人: 武漢康曼測控系統有限公司
• 主分類號: H04L12/26
• 分類號: H04L12/26
• 代理公司: 北京匯信合知識產權代理有限公司11335
• 代理人: 王秀麗

技術領域

本發明涉及一種網絡監測分析系統，尤其涉及一種列車通信網絡故障檢測和分析方法及系統。

背景技術

隨著科技的快速革新，現代列車控制系統已從集中型的直接數字控制系統發展成為基于網絡的分布式車載微機控制系統。因此，列車通信網絡故障檢測技術成為現代列車控制系統的核心技術之一。目前，我國列車通信網絡檢修手段還處于落后水平。之前的列車網絡系統主要由國外廠商提供，相應也由他們檢修和維護。近年來隨著國產網絡系統逐步地被使用，但是配套的檢修和維護設備還沒有成熟的解決方案，尤其針對網絡系統裝車后長期使用而出現偶發問題的解決辦法更是寥寥無幾，為了避免未來列車行駛過程中遇到網絡故障而引發的一系列問題，一套完整的列車通信網絡故障檢測和分析系統顯得尤為重要。

發明內容

針對上述問題中存在的不足之處，本發明提供一種列車通信網絡故障檢測和分析方法，所述列車通信網絡故障檢測和分析方法包括以下步驟：

步驟1，對采集到列車網絡信號進行處理，將列車網絡的差分信號轉換為單端信號；

步驟2，將步驟1中處理得到的數字信號傳入FPGA模塊中，對所述數字信號進行幅值反饋判斷、通道選擇、電平轉換、核心解碼、過濾設置、數據存儲以及控制數據處理；

步驟3、計算機控制系統的終端為顯示器，通過外圍接口JTAG UART、UART或USB與其它設備互連進行信息交互；通過板載LED觀測FPGA模塊內部信號。

在步驟1中，

將列車網絡信號送入AD8066芯片，將差分信號轉換成為單端信號，并進行一級放大和濾波處理；

將一級處理后的信號送入AD603芯片進行二級幅值調整處理，放大或衰減倍數根據實際情況而定，由FPGA內部模塊控制；

將二級處理后的信號送入ADS830E芯片進行數模轉換，轉換結果傳入FPGA模塊。

在步驟2中，

對數字信號進行幅值判斷，若滿足要求則進行下一步處理，否則FPGA模塊發送信號給TLV5618芯片修改AD603芯片的放大或衰減倍數從而對信號幅值進行調整，使數字信號滿足幅值判別要求；

FPGA模塊根據計算機端指令選取數據通道，選擇儀器通道的A線或B線，同時在不使用實時列車通信網絡信號的情況下，用戶選取儀器內部自帶的虛擬數據，模擬網絡中的狀況；

在電平轉換模塊內按照閾值判別法將所選取通道內的數字信號轉換成為對應的高低電平信號；

核心解碼模塊對高低電平信號進行分析判斷，解析出其中的幀數據；

信息過濾模塊提取出所述幀數據中用戶所需要的相關信息，過濾處理中包括捕獲信息、觸發信息、是否采集波形、幀頭/幀尾/CRC異常的處理/容忍配置、幀異常報告配置均由用戶在計算機端配置；

將過濾后的信息利用FIFO數據緩存器進行數據緩存，將FIFO數據緩存器傳出的數據傳入Nios II軟核處理器中，并將所述過濾后的信息保存在SDRAM或SRAM內，通過以太網電路傳輸給計算機終端；

將Nios II軟核處理器的信號傳入控制信號處理模塊，實時控制FPGA內部模塊的信號處理過程。

一種列車通信網絡故障檢測和分析系統，所述列車通信網絡故障檢測和分析系統包括：

信號處理模塊用于對采集到列車網絡信號進行處理，將列車網絡的差分信號轉換為單端信號，并進行放大濾波處理，其中

將列車網絡信號送入AD8066芯片，將差分信號轉換成為單端信號，并進行一級放大和濾波處理；

將一級處理后的信號送入AD603芯片進行二級幅值調整處理，放大或衰減倍數根據實際情況而定，由FPGA節點控制；

將二級處理后的信號送入ADS830E芯片進行數模轉換，轉換結果傳入FPGA內部模塊；

FPGA模塊用于將信號處理模塊中處理得到的數字信號進行幅值反饋判斷、通道選擇、電平轉換、核心解碼、過濾設置、數據存儲以及控制數據處理，其中

對數字信號進行幅值判斷，若滿足要求則進行下一步處理，否則FPGA模塊發送信號給TLV5618芯片修改AD603芯片的放大或衰減倍數從而對信號幅值進行調整，使數字信號滿足幅值判別要求；

FPGA模塊根據計算機端指令選取數據通道，選擇儀器通道的A線或B線，同時在不使用實時列車通信網絡信號的情況下，用戶選取儀器內部自帶的虛擬數據，模擬網絡中的狀況；

在電平轉換模塊內按照閾值判別法將所選取通道內的數字信號轉換成為對應的高低電平信號；