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文檔簡介

1、名詞解釋與填空1、ARES :全球定位衛(wèi)星接收器和車載計算機;2、ATCS :采用設在地面上的自動應答器。3、列車自動防護ATP:ATP-Automatic Train Protection4、列車自動駕駛ATO:ATO-Automatic Train Operation5、行車指揮自動化ATS:ATS-Automatic Train Supervision6、列車運行自動控制提供的運行指令主要有:(1)加速指令;(2)減速指令;(3)常速運行指令。7、簡答車載設備應提供實時的列車運行顯示,內容包括:(1)目標速度;(2)目標距離;(3)允許速度;(4)實際速度。8、速度控制命令顯示包括:(1

2、)加速;(2)減速;(3)常速運行。9、常用的檢錯碼有兩類:奇偶校驗碼與循環(huán)冗余編碼(CRC,cyclic redundancy code)。10、RS-422為全雙工,而RS-485為半雙工。簡答1、行車指揮自動化系統(tǒng)(ATS) :控制中心計算機系統(tǒng)根據計劃運行圖及列車實際運行情況實現實時控制,指揮列車運行。 2、列車自動防護系統(tǒng)(ATP) :檢測列車的實際位置,限制列車在安全速度以下運行,保證列車的安全制動距離。 3、列車自動駕駛系統(tǒng)(ATO) :對于以設備控制為主的系統(tǒng),在人的監(jiān)督下,可以控制列車最佳運行曲線進行列車操縱,保證進站后定點停車,并可根據中心計算機的實時指令調整列車速度,確保

3、列車的最小追蹤間隔,以提高系統(tǒng)的運行效率。4、點式查詢應答器:應答器的原文為Transponder(Transmit Responder),應答器:在接收外來信息的同時,能向發(fā)送單元反饋信息,構成雙向通信的瞬間無線裝置。 應答器是實現無線綜合列車控制與信號系統(tǒng)的關鍵設備。5、列車通信網絡包含了兩種總線:連接一個車輛內設備的多功能車輛總線(MVB),總線能快速響應,工作速率為1.5Mbit/s,介質為雙絞線或光纖;連接列車中各車輛的絞線式列車總線(WTB),總線能自己組態(tài),工作速率為 1Mbit/s,介質為雙絞屏蔽線。這些總線在鏈路層提供了相同的兩種服務:進程數據:周期性的,源尋址廣播數據;消息

4、數據:按需傳送的,目標尋址的數據報文。6、列車通信網絡將傳送兩類數據:時限緊迫的,短的進程變量(如牽引控制用的數據);時限不太緊迫的,但可能比較長的消息(如診斷用的數據)。7、列車通信網絡的構成(畫出WTB和MVB包含的部分)對列車通信網的要求為:(1)實時性;(2)協(xié)議簡單性;(3)短幀信息傳送;(4)信息交換的頻繁性、網絡負載的穩(wěn)定性;(5)較高的安全性、容錯能力;(6)低成本需要。8、MVB傳輸的數據有以下三類:過程數據:定時廣播的帶源地址的數據,定時間隔小于1ms;消息數據:有請求時應答,帶有目的地址的點對點或廣播數據;管理數據:用于事件判決、主設備轉換、設備狀態(tài)發(fā)送的數據。9、消息數

5、據、包和消息由于消息太長,不可能裝在一個幀內,因而將它們分段成包,每個包為一幀。這些包 以及有關的控制包(確認、命令等)都在一特定總線上作為消息數據傳輸。術語“包”適用于整個網絡(例如,從車輛到車輛轉發(fā)一個包),而消息數據是總線提 供的服務,如MVB或WTB上傳送包。特性絞線式列車總線(WTB)多功能車輛總線(MVB)組態(tài)根據列車編組在線自動組態(tài)總線成員事先確定介質雙絞屏蔽線,特征阻抗120D (860m,32個節(jié)點,相當于22節(jié)UIC車輛)基于RS-485的雙絞線(20m,32個設備)變壓器耦合的雙絞屏蔽線(200m,32個設備) 帶星耦器的光纖(2000m,2個設備)物理冗余物理層雙份冗余

6、編碼曼徹斯特碼+分界符信號數據速率1.0Mbit/s1.5Mbit/s地址區(qū)間進程數據(每節(jié)點1個)和消息數據都為8 位地址進程數據(邏輯地址)和消息數據(物理地 址)都為12位地址物理地址點對點和廣播點對點和廣播有效的幀長度可變的4132個八位位組最大1024位固定為16,32,64,128或256位最大256位支持設備最多32個節(jié)點最多4096個節(jié)點基本周期25ms最小1ms地址相對的,在組態(tài)時在線分配事先確定總線管理總線由一個主設備控制,支持總線主設備冗余主權轉移每個節(jié)點都可成為總線主強總線主(根據命令)弱總線主(根據默認)通過令牌傳遞總線管理器成為總線主介質訪問周期性的過程數據,偶發(fā)的

7、消息數據,隨機的監(jiān)管數據鏈路層服務進程數據 消息數據 監(jiān)視數據周期性偶發(fā)性偶發(fā)性/周期性廣播源尋址數據集點對點或廣播數據報 文總線管理的數據10、接受發(fā)送裝置接口信號收發(fā)器接口應包括如下信號:a)TxS:發(fā)送器信號此信號控制介質的電平,介質處于低電平(LOW)時為“0”;介質為高電平(HIGH) 時為“1”。b)TxE:發(fā)送器使能信號此信號為1時發(fā)送器有效。光纖傳輸無需此信號。它的定時對每種介質都有定義。c)RxS:接收器信號此信號表征介質的狀態(tài)。當傳輸線為低電平時此信號為0,當傳輸線為高電平時此信號 為1,對于未定義的電平信號,接收器認為要么是高電平要么是低電平。當沒有一個發(fā)送器處于活躍狀態(tài)

8、時就不存在所定義的電平,盡管此時有些介質定義了空閑狀態(tài)電平(通常為低電平)。此圖考法結合列車閉塞區(qū)間的自動閉塞:紅、綠、黃、黃綠顯示(或黃閃),列車以220Km/h全速越過綠色信號機后,司機以常用制動方式開始減速,使列車減速到規(guī)定的速度170Km/h通過黃燈信號機,并繼續(xù)減速至30Km/h時通過黃綠燈信號機并保證列車在下一個紅燈信號機前停車。分析與計算1、信息傳輸速率與移動體的最高速度、應答器的縱向長度、信息量和要求累計接收的次數有關,其相應的關系如下式:2、設信號的傳輸速率為b(bps),傳送一個字符(8bit)所需時間T為8/b秒,因此第一次諧波頻率為b/8Hz。一般電話線的截止頻率約為3

9、000Hz。這個限制意味著該線路能通過的最高的諧波數為24000/b。例如試圖在電話線上以9600bps的數據率傳送信號,此時該線路能通過的最高的諧波數僅為2,接收到的信號無疑將產生畸變,即不能正確接收原比特流。在電話線上即使傳輸設施完全無噪聲,數據率高于38.4kbps時,能通過的最高的諧波數也將為0,信號的傳輸是不可能的。所以說信道的帶寬限制了信道的數據傳輸速率,即使是完全信道也是如此。3、CRC碼檢錯方法是將要發(fā)送的數據比特序列當作一個多項式f(x)的系數,在發(fā)送方用收發(fā)雙方預先約定的生成多項式G(x)去除,求得一個余數多項式。將余數多項式如到數據多項式之后發(fā)送到接收端。4、CRC檢錯碼

10、的工作原理CRC生成多項式G(x)由協(xié)議規(guī)定,目前已有多種生成多項式列入國際標準中,例如:CRC-12: G(x)=x12+x11+x3+x2+x1+1CRC-16: G(x)=x16+x15+x2+1CRC-CCITT: G(x)=x16+x12+x5+1CRC-32: G(x)=x32+x26+x23+x22+x16+x12+x11+x10+x8+x7+x5+x4+x2+x+1CRC校驗碼的檢錯能力很強,它除了能檢查出離散錯外,還能檢查出突發(fā)錯。檢錯能力為:()能檢查出全部單個錯;()能檢查出全部離散的二位錯;()能檢查出全部奇數個數;()能檢查出全部長度小于或等于K 位的突出錯;()能以

11、的概率檢查出長度為(k+1)位的突出錯。校驗序列應按如下的多項式公式計算:G(x)=x7+x6+x5+x2+17位余數的結果應用一個偶校驗位擴展。 所有的8位數據取反發(fā)送。 例:16 位信息 0111 1110 1100 0011乘以 x7 0111 1110 1100 0011 000 0000除以 x7+x6+x5+x2+1 1110 0101余數為 001 0001余數用偶校驗位擴展 001 00010 發(fā)送的8位取反校驗序列CS=1101 11015、MVB 幀 主幀的長度固定為33位,包括:9位主起始分界符;4位F代碼,它指明所期望的從幀類型和長度;12位的地址或參量;8位的校驗序列

12、。所有設備都對主幀譯碼,隨后被尋址的源設備回答一個從幀,該從幀可被幾個其它的 設備所接收。從幀可能有五種長度:33,49,81,153或297位,包括:9位從起始分界符;16256位的數據; 每個64位序列有一個8位校驗序列,見圖A-68。6、列車總線尋址鐵路工作人員可以使用不同的方法對一列車中的車輛編號。列車通信網絡提供一種尋 址方案,從這方案可導出其它的地址。TCN只考慮節(jié)點,不考慮車輛。它的命名方法允許列車以任選(可變)的方向運行、 每節(jié)車輛上可有不同數量的節(jié)點。列車的每個節(jié)點有兩個方向:稱為方向1和方向2。車輛的布線使節(jié)點的方向1與車輛的方向1相同。如果一個車輛上有幾個節(jié)點,它們 的方

13、向1是相同的。注:UIC定義的方向1指向有停放制動的車輛末端。車輛的兩側稱為A側和B側,A側和B側與方向1和方向2有關,若方向1朝北,A側則朝西。與運行方向無關,列車總線用相對于主節(jié)點的位置來標識節(jié)點,主節(jié)點的地址總是01,在總線主方向2上的節(jié)點,從02開始按遞增順序依次編號,最后命名的節(jié)點為頂節(jié)點。 在總線主方向1上的節(jié)點,從6 3開始按遞減順序依次編號,最后命名的節(jié)點為底節(jié)點每個節(jié)點都知道它的地址,它的哪個方向(1或2)指向主節(jié)點以及哪個方向是主節(jié) 點頂側或底側。例如圖中,節(jié)點03認為它的方向2是指向底,而節(jié)點05認為它方向2是指向頂。于是所有節(jié)點認可同一個方向作為“底”或“頂”,也知道它

14、們的車輛與總線主所有的 車輛是同向或反向。與總線主所在車輛A側相應的車輛側稱為“P”,而另一側稱為“S”。這樣如果應用命令打開P側(相應于總線主A側)的門,與總線主取向相同的所有節(jié) 點將打開“A”門;其它節(jié)點將打開“B”門,而無需知道運行的方向。7、站標識符在調試或查錯時,系統(tǒng)工程師有興趣通過管理消息來訪問設備。但由于組態(tài)的多樣性, 一般不能使用物理設備地址。圖實例中,車輛02沒有車輛總線,而車輛05有幾個車輛總線,車輛03有兩個 能獨立訪問的列車總線節(jié)點,此外還可以有傳感器總線。圖節(jié)點和車輛總線設備車輛總線也可貫通一組正常運行中不可分開的車輛,每一組可連到一個列車總線節(jié)點上,見圖。圖貫通幾個

15、車輛的車輛總線為了在各種拓撲下尋址設備,網絡管理把列車通信網絡看成是掛在每個節(jié)點上的多個站,節(jié)點本身也是其中的一個站。8、OGF、EMD、ESD實現混連的器件每一種傳輸介質實現的長度。一個MVB結構應包括一個或多個總線段,這些總線段由下述介質之一構成: a) ESD:電氣短距離介質是依照RS-485標準的差分傳輸導線對,在無需電氣隔離的情況下在20m的傳輸距離內最大可支持到32個設備,若使用電氣隔離則傳輸距離可更遠。b)EMD:由屏蔽雙絞線組成的電氣中距離介質。在200.0m的傳輸距離內最大可支持32 個設備,允許使用變壓器作電氣隔離。c) OGF:光纖介質。通過星耦器匯出,傳輸距離可達2.0

16、km,主要用于較為苛刻的環(huán)境(如機車上)。器件:MVB各總線段必需經由下述類型之一的耦合器相互連接:a)連接不同介質的中繼器。b)將光纖匯入總線的星耦器。例-在MVB結構中,ESD段包括一個總線管理器,幾個在機箱內或外的設備及一個網關。EMD段包括一個總線管理器和幾個其他設備。OGF段上也有幾個其他設備??偩€段之間通過中繼器相互連接。本例中星耦器上的ESD段并未包含任何設備。9、中繼器一個中繼器應符合以下規(guī)則:a)它應將接收到的第一個脈沖信號的方向作為其初始方向,并將此信號反向發(fā)送,此反 向發(fā)送方向在接收到的初始方向信號穩(wěn)定達2.0MS之前不應變化。e)產生碰撞時,誤置的信號沿不經過再同步而直

17、接發(fā)送,但碰撞不應在初始方向上傳播。f)它引入的在輸入信號沿及相應的輸出信號沿之間的延時最多不能超過3.0us,同時最 大延時和最小延時之間的差值應小于0.20BT,在g)的情況下例外。g)當兩幀之間的間隔過小時,它應當對后一幀進行延時以保證間隔大于3.4.2.3中所規(guī) 定的數值。h)當總線段中連續(xù)的發(fā)送器工作的時間超過了暫停時間T_jabber_all (此時間等于段中 任何設備所能發(fā)送的最長幀的時間加上15% (3.0)時,它應能識別和隔離總線段。注:所有中繼器的暫停時間T_jabber_all應大于設備的T_jabber且超過5%,以保證設備在錯誤產生 后影響總線段之前能夠自我切斷。10

18、、ESD接口表51: ESD 連接線引腳排列(畫圖題)接器弓腳的排列1A. Data_P,Line_A 的正端6A.BusGND,Line_A 的接地2A. Data_N,Line_A 的負端7B.BusGND,Line_B 的接地3TxE,見 3.3.2.3.3 (可選項)8A.Bus_5V,Line_A的電源正端4B. Data_P,Line_B 的正端9B.Bus_5V,Line_B的電源正端5B. Data_N,Line_B 的負端11、EMD接口EMD連接器的引腳分配(畫圖題)1A. DataP, LineA 的正端6A.Term_P,Line_A端接器的正極2A. Data_N,

19、Line_A 的負端7A.Term N,Line A端接器的負極3為TxE保留,見3.3.2.3.3 (可選項)8B.Term_P Line_B端接器的正極4B. DataP,LineB 的正端9B.Term_N,Line_B端接器的負極5B. DataN,LineB 的負端12、MVB的5外類設備0類設備無須具備表50中的任何性能。注:0類設備包括一些特殊設備,例如中繼器和星耦器,它們不參與或以其他方式參與(例如通過其 他協(xié)議)應用數據交換。1類設備1類設備具有設備狀態(tài)性能和過程數據性能。注:在此類設備中,過程數據的端口地址與設備的地址有關,例如端口地址與設備地址相同。2 類設備2類設備具有

20、設備狀態(tài)性能、過程數據性能和消息數據性能。注:2類設備是一種可通過總線配置的智能設備,但不可編程。3類設備3類設備具有設備狀態(tài)性能、過程數據性能、消息數據性能和用戶可編程性能。4類設備4類設備具有設備狀態(tài)性能、過程數據性能、消息數據性能和總線管理性能。注:也可具有用戶可編程性能。5類設備5類設備具有設備狀態(tài)性能、過程數據性能、消息數據性能和TCN網關性能。 5類設備也可具有總線管理器性能。注:帶有總線管理器性能的網關可使總線同步。MVB設備的性能性能說明分類設備狀態(tài)設備被輪詢時能夠發(fā)送出其設備狀態(tài)。12345過程數據設備被輪詢時能夠發(fā)送和接收過程數據。12345消息數據設備被輪詢時能夠發(fā)送和接

21、收消息數據。此性能說明設備能夠執(zhí)行 實時協(xié)議并且在設備當中有一個網絡管理代理者。2345用戶可編程用戶程序可下載至此設備中。此性能說明設備具有消息數據性能。345總線管理器設備能夠成為總線主。此性能說明設備具有消息數據、過程數據和 設備狀態(tài)性能并能夠讀取其他設備的設備狀態(tài)。45TCN網關設備能夠訪問至少一條另外的總線(MVB或其他)。此性能表明設備具有設備狀態(tài)、過程數據和消息數據性能,并且只要至少有兩條總線同時遵守實時協(xié)議時就存在路由器。513、信息傳的時間計算報文定時 對每一種介質而言幀之間的時間間隔的計算是從幀的起始點開始到幀的結束點終止。在雙線總線段中,幀與幀之間的間隔時間的計算,是從任

22、何一條線上的來得遲的前一幀的結束到任何一條線上來得早的后一幀的開始一此時只要RLD未被置位。應答延時對于一個給定的總線,應答延時T_reply是指在主設備上測量而得的從主幀結束到響應此主幀的從幀的開始之間的最大可能的延時。應答延時為傳輸、解碼和訪問所花延時之和。T_reply為一可設置參數,它告訴主設備在未接收到從幀或遭遇碰撞時應在等待多長時間之后發(fā)送下一個主幀。例-帶有兩個中繼器的總線的應答延時。圖84。外加PDF210頁對于一個給定的總線其Treply為兩倍的傳輸延時(傳輸線和中繼器上)加上最壞情況下的從設備延時:Treplys=2*(6,0*L+T_repeat_max*Nrep)+T_

23、source_max其中:6.0us/km為最壞情況下的一條傳輸線上每公里的延時(0.5*光速)L為線路的電氣長度,單位為公里。(大于物理距離)T_repeat_max為中繼器可能引入的最大延時(每個方向為3.0us);Nrep為中繼器的數目;T_source_max (6.0us)是指源設備的最大延時。例:對于無中繼器的20.0m總線,T_reply =6.24us。對于含有兩個中繼器的2.0km的總線,T_reply =42.0us。T_reply的默認值和最小值為T_reply_def = 42.7us。注:在“擴展應答延時”設置選項中,T_reply將大于T_reply_def。源設備

24、中的幀間間隔在主幀結束之后,被尋址的從設備應應答一個從幀,如圖: 最早在T_source_min=2.0 us之后,以及最遲在T_source_max=6.0us 之前。注:T_source的推薦值為4.0 us。T_source大于3.0 us的設備應遵循3.2.3.2。目標設備的幀間間隔目標設備將忽略在其接收到最后一個主幀的時間T_ignore之后發(fā)送的所有從幀,如圖超時 T_ignore 的默認值為 T_reply_def=42.7us。注:作為過程數據的從幀不包含地址,其地址由先前的主幀來確定。從幀(dat (X)和下一個主幀 (address Y)的丟失將會導致設備把第二個從幀(da

25、ta (Y)作為屬于第一個主幀(address X) 的數據接收,因此當設備測得延時t_ms大于發(fā)送一個最小從幀和隨后的一個主幀所需的時間時(其大小為49us(22us+2us+22us+ 3us),將會懷疑出現雙重數據損失。由此設置了一個小于49us大小為42.7us的時間T_ignore。在另一方面,設備應當能夠接收延時達T_reply的從幀,以便可接收最壞延時情況下的從幀數據。當T_reply的值小于42.7us時,此條件總能夠被滿足,但在擴展應答延時模式下例外,此時需有特定的預防措施(3.4.2.4.2)。主設備上的幀間間隔主設備應在發(fā)送前一主幀后不遲于T_alive=1.3ms的時間

26、內發(fā)送后一主幀,如圖主設備應按如下規(guī)則發(fā)送下一主幀:a)在任何情況下在前一主幀發(fā)送之后的T_safe時間否盡早發(fā)送(3.4.2.4.2);b)當可能存在碰撞或對發(fā)送主幀響應存在寂靜時,在前一主幀發(fā)送之后的T_reply+T_m時間否盡早發(fā)送。當不應存在碰撞或對發(fā)送主幀響應不應存在寂靜時,在T_sm_min=3.0us時間否盡早發(fā)送。14、主設備對碰撞和寂靜的檢測對碰撞的檢測如果信任線上的解碼器報告有碰撞或接收到的從幀不正確時,主設備應檢測到碰撞。當接收到一個正確的從幀,甚至由于傳輸的延時在接收第一個有效幀之后的T_reply時 間內接收到第二個有效幀時,主設備也應檢測到無碰撞,并認為第一個接收

27、到的正確的從 幀為一個單個的應答。在類型為 General_Event_Response, Group_Event_Response 和 Individual_Event_Response的幀中將有可能產生碰撞。注:在一個長總線上,有可能幾個從設備同時應答,但此時主設備只接收一個有效幀:一個近的發(fā) 送器優(yōu)先于遠的發(fā)送器,或由于應答延時T_reply可能超過最小的從幀寬度(=22.0#)導致第 二幀在第一幀的末尾到達。對寂靜的檢測如果在前一主幀結束后的T_reply時間內解碼器沒有檢測到有效幀或碰撞,則主設備檢 測到有寂靜。除了過程數據響應,寂靜有可能在所有幀中發(fā)生。注:干擾會使主設備把寂靜看成

28、碰撞,從而使設備在錯誤的路徑上調查。解碼器可幫助 區(qū)分干擾和碰撞。15、事件仲裁(二叉樹)第一個組事件請求用它的地址最低位來區(qū)分設備,首先是用偶地址:如果只有一個回答,則事件標識符響應就指示了該事件。繼續(xù)在奇地址的一組設備中仲裁;如果仍有碰撞,表明至少有兩個偶數地址的設備掛起了事件,則仲裁將在地址較高的一位上搜索;如果是寂靜,表明有事件的設備為奇數地址,仲裁將在奇地址的一組設備中繼續(xù)。在后兩種情況下,總線主發(fā)送另一個組事件請求,這次檢查地址的次低位,如果仍有碰撞,總線主則繼續(xù)檢查下一個低位,如此進行,直至收到單一的回答。接收到一個正確的事件標識符響應將終止事件的仲裁。隨后,總線主搜尋留下的事件

29、(當至少有一個碰撞時),為此,它將在最后碰撞級的下級上運行搜索樹。表A-9為一實例,設備01000,01110及00110有一個事件表A.9:事件巡回實例 輪詢結果含義XXXXXXXXX0XXX00碰撞碰撞01000設備回答事件巡回開始 一個以上的偶地址有事件 結束這個分組XXX10碰撞應是XXX10XX010X0110寂靜00110設備回答事件在其它分組,可來自XXX110 結束這個分組00110設備報告事件X111001110設備回答結束這個分組01110設備報告事件XXXX1沒有回答無奇地址設備漏檢XXXXX沒有回答檢查有沒有丟失的事件,結果沒有16、數據報文格式1、進程數據報文進程數據

30、是對含有F代碼為04及邏輯地址的主幀的響應,見圖A-69。進程數據幀由一個設備發(fā)送,但由所有其它設備接收。2消息數據報文消息數據是對F代碼等于12并含有一個設備地址的主幀的響應,報文長度固定為256 位。消息數據包含有12位的目標地址,所有設備都對目標地址譯碼,但僅是被選擇的目標設備才接收該幀。3監(jiān)視數據報文監(jiān)視數據是對F代碼為8,9,13,14和15的主幀的響應,它的長度為16位。特例:F代碼=15為讀設備狀態(tài),總線主可以輪詢以檢查各設備的狀態(tài)。17周期和偶發(fā)的關系各自包含什么主設備將輪回時間分成固定的時間片,這個時間片稱為“基本周期”,其值為T_bp。 用于輪回的基本周期的取值范圍為: m

31、s . T_bp , 2.5 ms。注:為了同步,可使用2的冪作為分母來劃分控制處理的周期,它的長度范圍在12ms之間,例如: 1.042ms (16X60Hz) , 1.250ms (16X50Hz),以及1.875ms (32X 16.66Hz)。一個基本周期分為4個相,如圖93 :a)周期相;b)監(jiān)視相;c)事件相;d)保護相。注:事件相、監(jiān)視相和保護相構成偶發(fā)相。T_spo的數值對不同的周期相可以變化。T_spo的默認值為350.0us。如果在有限個基本周期內需要使用較低數值的T_spo,則T_spo要大于發(fā)送最短報文的 時間 T_mm_min = 49.0 s + T_reply。注

32、:T_spo的最大值等于基本周期的時間。WTB部分1、總線控制器總線訪問每個設備由專用的總線控制器控制??偩€控制器通過發(fā)送器和接收器連到兩個冗余的線路上。MVB總線控制器包含編碼器和譯碼器,以及控制通信存儲器的邏輯??偩€控制器對到達的幀譯碼并尋址相應的通信存儲器。MVB總線控制器的實例見圖A-63。總線控制器總線控制器也能讀報告設備狀況的設備狀態(tài)寄存器。PPTWTB第4頁要補出總線控制器。2、拓撲結構節(jié)點應被插入WTB電纜,每個節(jié)點與兩個總線節(jié)相連,見圖一個節(jié)點應能:a)如果為中間節(jié)點,則此節(jié)點應使連接它的兩個總線節(jié)具有電氣連續(xù)性,或:b)如果為末端節(jié)點,則此節(jié)點通過一個終端器(阻抗調節(jié)網絡)

33、電氣上終止連接它的總線節(jié)。末端節(jié)點可通過它們的總線節(jié)獨立地進行發(fā)送或接收,而中間節(jié)點則只有一個收發(fā)器使能。(中間節(jié)點只用主通道,端節(jié)點主輔均用)3、節(jié)點和電纜引起的延時總線上任何兩個節(jié)點的端到端之間的傳輸延時T_pd不得超過60us。注1:對于一個給定的應用,傳輸延時可計算為T_pd=(L*6.0+R*T_rd),其中:L是以米為單位的電纜長度(包括干線電纜、擴展電纜和跨接電纜);6.0ns/m近似于帶載的傳輸線的傳輸延時。R是中繼器的數目;和T_rd是中繼器的傳輸延時。注2: WTB在860.0米長度內不需使用中繼器,但中繼器在某些應用中是有用的。注3:本規(guī)范與4.4.2.2和4.3.2.2

34、中允許的延時相匹配。4、WYB幀格式進程數據報文當總線主輪詢一個節(jié)點的進程數據時,被輪詢的節(jié)點廣播一個從幀如圖所示。該幀被所有其它節(jié)點接收,因為WTB上的所有節(jié)點都是用戶,是所有其它節(jié)點進程數據的宿。節(jié)點以固定格式的進程數據幀響應,這種固定格式在每次組成改變時建立。為增加組成改變時的完整性,進程數據幀的開頭兩個八位位組留給幀內容的標識。當總線主自己發(fā)送進程數據時,它先發(fā)送一個輪詢幀。然后按與從設備相同的定時發(fā)送一個從幀。這稱為自輪詢。注:主幀也可以傳送只給被輪詢從設備的進程數據。消息數據報文當總線主輪詢一個節(jié)點的消息數據時,節(jié)點用包含一個消息包的從幀來響應,這樣就形成一個消息數據報文,見圖該幀

35、被一個目標接收(除非采用多播協(xié)議)開頭的4個八位位組構成鏈路報頭,它們的格式對所有WTB幀是相同的。消息從幀中也包含4個八位位組的網絡報頭(指示起始及最終實體),以及消息傳送控制字段及傳送層數據,這些字段與鏈路層無關。與進程數據不同,消息數據的長度是可變的,它也可以是空的(長度=0)這發(fā)生在被輪詢的節(jié)點無消息數據需要發(fā)送時。當總線主自己需發(fā)送消息數據時,它先發(fā)送一個輪詢幀,然后,它作為從設備按相同的定時發(fā)送從幀,這稱為自輪詢。監(jiān)視數據報文除了進程數據幀和消息數據幀外,WTB為初運行及組態(tài)控制還發(fā)送監(jiān)視數據報文,見圖。這些報文在主幀和從幀中都可發(fā)送信息。一個監(jiān)視主幀可有一廣播的目標設備,這種情況

36、下沒有從幀,但總線主等待 超時,好象在期待從幀來到。5、應答延時的計算對于一個給定的總線來說,應答延時T_reply是在主節(jié)點測得的可能出現在主幀端與響應主幀的從幀的開始之間的最大延時。應答延時由傳播延時、解碼和訪問延時組成。T_reply是一個配置參數,它告訴總線在沒有收到從幀時,總線主在發(fā)送下一個主幀之前應等待多長時間。例:有17個節(jié)點(16節(jié))的編組,假設總線主是總線的一個端,如圖143所示:對于一個給定應用,它在最壞情況下的應答延時T_reply計算如下:T_replyus=2*T_pd+T_source_maxT_source_max為主幀解碼和在源設備上的響應時間(見4.4.2.4

37、.2);T_pd是在給定應用中,端節(jié)點之間的幀在最壞情況下的傳播延時。(見4.2.2.3)6、強節(jié)點和弱節(jié)點強節(jié)點可由應用提升為總線主。執(zhí)行主權的強節(jié)點叫做強主。強節(jié)點可被應用降為弱節(jié)點。如果它是強主,它將發(fā)出信號告訴所有的節(jié)點,它被降級, 且作為弱主保持對總線的控制,直到指定了一個強節(jié)點為止。弱節(jié)點是可被應用允許成為總線主的節(jié)點。執(zhí)行主權的弱節(jié)點叫做弱主。通常,在一個編組中,應用指定幾個或所有節(jié)點為弱節(jié)點。在沒有強節(jié)點的編組中,一個平等處理所有節(jié)點的競爭結果保證了一個且僅有一個弱節(jié)點變成弱主,其它所有節(jié)點變成從。如果弱主檢測到有強節(jié)點,或另一個控制了更多從節(jié)點的弱主的存在,則該弱主將被降 級

38、且成為另一個主的從節(jié)點。弱節(jié)點被應用提升為強節(jié)點,如果它還不是主的話,它將變?yōu)閺娭髑疫\行該總線。注:在沒有明確的應用命令時,允許弱節(jié)點操作總線。弱節(jié)點通過執(zhí)行初運行和指定另一(弱)節(jié) 點為總線主來克服總線主的失效。應用只能指定一個節(jié)點為總線主,這個節(jié)點稱為強節(jié)點。如果總線上無其它強節(jié)點,它將控制總線。在該組成中也不應有其它強節(jié)點。為了使WTB在沒有指定總線主的情況下工作,應用應允許幾個節(jié)點(弱節(jié)點)成為總線主。當一個弱節(jié)點檢測到已有一定時間無總線活動時,它成為一個弱總線主,并開始對它鄰近的節(jié)點命名。在應用控制下,扮演總線主的節(jié)點可以改變。例如:推拉式列車在終點改變方向時,司機從司機臺取出鑰匙,

39、走到列車的另一端再把鑰匙插到相反端的司機臺。當鑰匙取出時,總線主責職保持但降為弱總線主,它通知所有節(jié)點它已被降級。總線繼續(xù)工作,但應用已通知強度改變,總線可以起作用,例如:禁止牽引。在另一節(jié)點插入鑰匙就把該節(jié)點升級成強節(jié)點。當弱總線主檢測到某個節(jié)點已經升級,它把它所控制的節(jié)點消名,退到從節(jié)點狀態(tài),然后由新總線主對所有節(jié)點再次命名。完全由弱節(jié)點操作總線也是可能的,弱節(jié)點的機制用來克服總線主故障。7、總線收縮當總線發(fā)生分離,不論是預定的還是事故性的,節(jié)點或節(jié)點組也被分開。由于收縮中斷總線,即使應用禁止初運行,總線收縮也將引起初運行。圖表示一個組成分成兩個半段和。先前組成的節(jié)點對總線收縮有不同的解釋

40、: 半段中的節(jié)點由于沒有總線主,再也收不到任何幀; 半段中的節(jié)點繼續(xù)與總線主相連,但由于總線端接不合適,有些幀可接收到,有些幀收不到??偩€主可能沒注意到這種情況而繼續(xù)輪詢。在兩個半段中,總線主恢復進程用于總線收縮的恢復,節(jié)點并不區(qū)分是總線主故障或是總線收縮。如果一個節(jié)點連續(xù)三次丟失存在響應,它解釋為是總線中斷(甚至它可以繼續(xù)收到其它幀),在與先前地址有關的超時(T_等待命名)后它給自己消名。由于超時的交錯,先前的總線主將對與它相連的段中留下的節(jié)點重新命名,在另一半段,其中一個節(jié)點,很可能是離分開點最近的節(jié)點成為總線主。8、總線主沖突在一個給定的段中,一個時刻只能有一個工作著的總線主,但由于某種起

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