空燃比分析仪,horiba尾气分析仪,CAN总线分析仪,CAN数据记录仪

广州智维电子科技有限公司

Guangzhou Triv Electronic Technologies Co.LTD

行业应用
APPLICATION

目前位置: 首页 > 行业应用 > Kvaser分析仪

2023-08-14

干货分享 | 浅谈CAN总线在铁路通信中的应用

作者:Triv    点击:333

随着铁路的快速发展,电子信息设备在铁路信号上得到了广泛的应用,如何进行设备之间的通信成为了一个重要的议题。


图片


列车通讯中的相关概念

TCMS


列车控制和管理系统(TCMS)由处理单元、网络、子系统及其接口组成

提供控制和检测、诊断等服务,以及对各种列车组件(HVAC、速度控制

振动控制、刹车、灯光、供水、闭路电视、电池、车门、紧急通信和事件

记录仪)的升级和重新配置。

TCN


列车通信网络(TCN)最初基于CAN等工业现场总线,用于TCMS的数据传输

TCN由多功能车辆总线(MVB)和绞线式列车总线(WTB)组成,用于

连接列车的不同车厢(车厢和货车厢)。TCN组件通过IEC 61375实现标准化

以适用于铁路应用。以太网列车骨干网(ETB)是一种基于以太网的TCN

已通过IEC 61375-2-5实现标准化,比原来的IEC 61375标准化TCN更具成本

效益和灵活性

MVB


MVB全称是多功能车辆总线,它的使用场合比较单一,是IEC 61375中

标准化的车辆总线,用于铁路车辆的互连,目前广泛应用于城市轨道

交通的各类车型中。IEC 61375定义了硬件和软件协议、自动化重新配置

以及拓扑结构和子系统接口等网络服务。在车头中,它能为各种机载设备

如无线电、诊断系统、刹车、电力电子模块、电源线、电机控制和驾驶舱

提供标准通信接口。在车厢中,它能连接车门控制、HVAC、乘客信息系统

照明单元等。

WTB


WTB绞线式列车总线主要用于列车级的通信,其传输速率为1Mbit/s

可以实现过程数据和消息数据的传输,其最大特点就是具有列车初运行功能

(列车初运行功能就是当列车车辆的配置发生变化后,能够自动地对

车辆进行编址,构成新的列车拓扑结构,而不需要人为的参与)

WTB总线特别适用于需要动态编组的列车车辆

CAN


CAN(控制器局域网,Controller Area Network)属于工业现场总线范围

最有稳定可靠的现场总线之一。相比其他总线来讲,CAN 总线具有

可靠性高、通信速率高、容易实现、维护方便、性价比高等诸多特点

另外很多开发板都带CAN接口,这也方便了行业工程师进行拓展开发

CANopen是由国际协会“CAN自动化(CiA)”基于CAN开发的通信协议

并通过EN 50325-4标准化。它是一种更高层次的通信协议和设备文件规范

适用于分布式、工业、嵌入式和自动化解决方案。


图片


基于以下特点,现在CAN总线被越来越多的应用于铁路行业:


✔️能够设置多个节点,完成更多设备的网络管理。CAN总线支持多个

节点挂载在总线上,比较类似I2C总线,可以在SCL和SDA上挂载多个从机。

在CAN总线具体应用过程中,总线主要应用MCU/CPU、CAN控制器以及

CAN收发器等多个部分。

✔️具有错误检测功能。在网络报文发送出错之后,CAN总线能够对

错误进行自行检测。

✔️节点控制器可以判断错误是暂时的数据错误还是持续性错误

当总线上发生持续数据错误时,控制器可将节点从总线上隔离。


如今,CAN与CANopen解决方案可在各种列车上运行,如机车

长途客车、城市/地区/国际列车、高速列车、有轨电车、单轨铁路和地铁等。



CAN总线在铁路通信中的应用

CAN总线可在铁路通信中支持以下应用:

1

列车控制

CAN总线用于传输驾驶员与车辆之间的信息,实现列车的行驶、制动

加速等功能。例如,驾驶员可以通过操纵杆控制列车的速度,这一信息

被传输到车辆控制单元中,由控制单元对列车进行控制。CAN总线可以

在这个过程中实现快速的数据传输和控制,确保列车的安全、稳定运行。

2

信号系统

CAN总线用于传送轨道的信号信息。例如,在信号控制设备中

CAN总线可以将轨道的信号状况信息传输给列车控制单元,使列车能够

更好地适应信号状态变化,实现对列车的有效控制。

3

维护维修

CAN总线可以将列车各个系统的运行状态和故障信息实时传输到

列车的监控系统,从而及时发现或诊断问题并进行维修,提高处理

效率和安全性。

4

其他应用

CAN总线可应用于列车的各个子信息系统,例如:安全监控系统

行车记录器、空调系统、照明系统等领域,进行实时可靠的数据通信

确保列车的正常运行和乘客的安全。



满足当前和未来的铁路通信需求

1983年,CAN总线协议由德国Bosch公司设计推出。1985年,Kvaser就开始

专注于CAN技术的研发,深耕行业领域40年,至今已经累计推出100多款CAN产品

凭借可靠、便捷且耐久的品质,Kvaser产品深受全球工程师的喜爱

Kvaser拥有许多与火车/机车应用相关的CAN产品,包括PCI-X、PCIe

Mini PCIe和PCI 104等接口。



案例分享

图片


MicroMax Computer Intelligence成立于1979年,公司总部设在纽约市。MicroMax是一家工程公司,开发和制造工业和机载计算机,以及用于关键任务应用的专用计算机系统。为了满足客户对运输(铁路、海运和航空)等关键任务应用的需求,Kvaser为其M-Max系列坚固型计算机提供了定制的双通道PC/104+兼容CAN接口。


图片


“铁路行业的CAN接口必须高压隔离。Kvaser已经更新了其标准PCI/104产品,满足了我们对高压隔离的需求,是我们需要的产品。我们的客户正在寻找:坚固耐用、完全密封、符合 IP66标准、具备抗冲击和振动保护并能够承受极端温度(-50至 +70°C)的系统。我们的系统需要非常可靠,因此与能够达到这些标准的供应商合作对我们来说非常重要。”

——MicroMax总裁兼首席执行官

Samuel J. Abarbanel


除此以外,Kvaser拥有许多与CANopen兼容的产品,可用于以太网列车骨干网(ETB)

其中,Kvaser Ethercan HS是一款CAN转以太网接口,支持使用标准

Kvaser API将CAN系统的数据通过网络发送。它与CANopen完全兼容

Kvaser CANopen协议栈是一种完整且用户友好的API,专为高性能

CANopen网络而开发,例如:用于铁路应用以及其他领域的网络。


返回列表