基于以太网的磁浮列车调试系统的设计与实现

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悬浮控制是磁悬浮列车的核心和关键技术。磁浮列车上沿车分布着数十个装有电磁铁的悬浮单元,每个悬浮单元由各自的悬浮控制器独立控制。在对磁浮列车调试运行过程中,有大量的数据在调试主机与各悬浮节点之间传输,对调试网络的速度和可靠性要求非常高。目前使用的各种的调试系统主要基于CAN总线构建,存在拓扑简单、节点数有限和传输速率低下等诸多缺点,故引入另一套高速可靠的调试系统的需要十分迫切。在现有磁浮列车调试网络的基础上,本文设计了一种基于以太网的调试系统。在这种调试系统中,底层的悬浮控制器通过现有的CAN总线相连,利用CAN-以太网转换器将底层的CAN总线转接入以太网,调试控制计算机通过以太网连接到CAN-以太网转换器上,从而实现调试控制计算机与悬浮控制节点之间的通信。在下位机即悬浮控制器方面,利用TMS320F2812设计了调试通信处理模块,该模块实现悬浮控制DSP和CAN网络之间的通信功能:从CAN总线上接收数据帧,将其解析为可执行的指令,同时采集本地的状态数据发送到CAN总线上。调试通信处理模块通过双口RAM与悬浮控制DSP交换数据。DSP上的程序采用了片内BOOTLOADER和片外应用程序双重引导的启动模式,从而实现调试程序的“远程在系统编程”功能。在上位机方面,使用VC++ 2008语言设计并编写了调试控制程序,利用CAN-以太网转换器厂商提供的设备API函数实现与设备的通信连接和初始化等功能,并在此基础上进一步实现与悬浮控制器之间的数据处理、指令与程序发送、数据接收、状态监控等功能。测试结果表明,本文设计的调试系统不但充分利用了现有调试网络的优势,还具有速率快、拓扑合理、扩展性良好的特点,可有效应用于多种应用场合。
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