[發明專利]一種基于嵌入式的總線通信檢測系統及其可靠性檢測方法

有效

• 申請號: 201910924416.5
• 申請日: 2019-09-27
• 公開（公告）號: CN110650066B
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發明（設計）人: 宋宇飛;焦良葆;王少東
• 申請（專利權）人: 南京工程學院
• 主分類號: H04L43/08
• 分類號: H04L43/08;H04L12/40
• 代理公司: 南京匯盛專利商標事務所(普通合伙) 32238
• 代理人: 袁靜

本發明公開了一種基于嵌入式的總線通信檢測系統及其可靠性檢測方法，基于通過RS?485總線、CAN總線兩路總線各自獨立傳輸數據并通過UART通信協議、MVB協議和CAN總線協議來分別封裝解析兩路數據，來模擬列車通信網（TCN）的運行。與此同時在嵌入式設備中移植UCOSII系統，便于其進行多任務運行與管理；并增添LWIP協議使其與PC機建立連接，為數據通過以太網線傳輸至上位機進行數據處理建立了協議基礎。最終將嵌入式端應用于總線通信檢測系統中進行TCN相關網卡的質量評估，并借助示波器從物理層來分析其通信錯誤的原因。

技術領域

本發明涉及一種基于嵌入式的總線通信檢測系統可靠性檢測方法，屬于地鐵門控器通信模塊可靠性檢測技術。

背景技術

自1804年第一臺蒸汽機出現以來，現代運輸要求在不斷提高，火車也在不停地變革：蒸汽機車—內燃機車—電力機車—和諧鐵路；列車速度在不斷提升的同時，列車通信網絡（TCN）的重要性也在飛躍式增長。作為現場總線重要組成部分的CAN總線、MVB、485總線則又各自憑借著自身的優點在國際上得到廣泛的應用。DCS的快速發展和遠距離抗干擾能力強的數字通信總線的迫切需求使得人們開發出RS485總線，其最大通信距離可達1219m，此時傳輸速率達到100kb/s，其最大傳輸速率可達到10Mbit/s；具備抗共模干擾能力強、聯網功能的可實現性、與TTL電平的可兼容性、總線收發器的高靈敏度等優點。

RS485總線在工業多點數據通信領域有著別的總線無法比擬的獨特優勢。用總線技術將各節點設備連接后再通過網絡傳輸將數據傳輸至上位機進行處理，可使得整個總線通信系統在智能家居領域中廣泛應用。

作為通信網絡組成的物理基礎，現場總線顯得分外重要。目前，市場上運用較多的總線主要包括CAN總線、MVB、485總線等。現場總線在被大比例使用到工程的同時，其通信的可靠性也顯得格外重要。其不但需要各種檢測系統來剔除不合格總線通信模塊，還需要工程師能夠分析出其通信不可靠的原因，以此來解決影響總線通信的問題并提高總線通信的可靠性。

發明內容

本發明目的為了克服現有技術中存在的不足，提供一種基于嵌入式的總線通信檢測系統及其可靠性檢測方法，可以適用于地鐵門控器通信或者其他現場總線的可靠性檢測。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：一種基于嵌入式的總線通信檢測系統可靠性檢測方法，包括嵌入式監測端，上位機數據分析端。通信模塊在測試前先進行相應的配置，由總線數據發送端通過CAN和485兩路不同的總線向嵌入式接收端發送任意數據，總線通信檢測系統模塊將接受到的數據通過以太網線傳輸到PC端，再由PC端的上位機軟件進行數據存儲和處理。

所述嵌入式監測端包括微處理器STM32F407ZGT6，CAN?收發器?TJA1050，485?收發器?SP3485，以太網芯片LAN8720A和以太網接口插座RJ45。所述微處理器通過GPIOA11和GPIOA12連接到CAN收發器TJ1050的數據接收和數據發送端口，所述CAN收發器TJ1050的CAN_H和CAN_L兩個電平出口連接到CAN總線通信接口；所述微處理器通過GPIOB10和GPIOB11連接到485收發器SP3485接收數據和發送數據的接口，通過GPIOG8口控制SP3485數據的收發，所述485收發器SP3485的A、B兩個電平輸出口連接到485總線通信接口；所述以太網芯片LAN8720A與微處理器之間通過RMII接口傳輸數據，與所述以太網接口插座RJ45之間通過兩對發送和接收差分線傳輸數據。

所述嵌入式監測端與PC機通過各自的RJ45接口使用網線連接起來，兩者使用以太網進行數據傳輸通信。所述PC上位機基于Qt編寫，上位機軟件能夠接收不同下位機客戶端傳輸的數據并顯示，而且能實現比對原始發送數據與所接收的數據之間誤差，計算誤碼數和誤碼率的功能，同時能將計算結果顯示在界面上，并將錯誤數據保存到特定的EXCEL文件中。

本發明還公開了上述基于嵌入式的總線通信檢測系統的可靠性檢測方法，包括如下步驟：