[发明专利]一种基于VXWORKS的RS485-MVB网关

说明书

技术领域：

本发明涉及一种基于VXWORKS操作系统在列车中的应用技术，尤其涉及一种基于VXWORKS的RS485-MVB网关。

背景技术：

当前国际上主要的机车供应商为用户提供的列车控制系统都采用了符合IEC61375标准的TCN网络，如西门子公司的SIBAS32、BOMBARDIER公司的MITRAC等。株洲南车时代电气股份有限公司自主研发的DTECS网络控制系统也采用了TCN网络。TCN采用2级拓扑结构，列车总线采用WTB，车辆总线采用MVB。TCN网络越来越被世界各国的厂商和用户接受，但仍有一些其他现场总线的技术也在一些机车车辆上得到应用，如CAN总线和RS485总线等，因而存在多种不同的现场总线之间通信互联的问题，造成数据通信混乱。

发明内容：

本发明就是为解决上述问题，提供一种性能稳定、可靠，通信误码率低，可全面应用在基于RS485总线和MVB总线通信互连的基于VXWORKS的RS485-MVB网关。

为达到以上目的，本发明采用如下技术方案，RS485-MVB网关硬件系统的包括CPU子系统、存储器子系统、MVB通信子系统、电源子系统、其他通信接口子系统；其结构特点在于采用32位RISC COLDFIRE处理器构造网关，运行VXWORKS嵌入式实时操作系统；RS485-MVB网关通过RS485总线与具有RS485的通信设备相连，并经过通信协议的转换，通过标准的MVB接口接入MVB网络。

发明的有益效果：

本发明有效地解决了MVB和RS485总线的互连问题，可以广泛应用于地铁、磁悬浮列车上，并且该网关也可以单独作为RS485通信设备或MVB通信设备。

附图说明：

图1是RS485-MVB网关通信系统结构图。

具体实施方式：

RS485-MVB网关硬件系统的包括CPU子系统、存储器子系统、MVB通信子系统、电源子系统、其他通信接口子系统；其结构特点在于采用32位RISCCOLDFIRE处理器构造网关，运行VXWORKS嵌入式实时操作系统；RS485-MVB网关通过RS485总线与具有RS485的通信设备相连，并经过通信协议的转换，通过标准的MVB接口接入MVB网络。

CPU采用的是32位COLDFRIE嵌入式处理器MCF5235，主频为150MHz；存储器子系统中FLASH采用的是16M的28F128J3A，该FLASH作为板级支持包BSP、VXWORKS程序、MVB软件模块、ISAGRAF应用程序、RS485软件模块、故障数据等的存储场所；MVB通信子系统硬件为RS485-MVB网关提供与MVB总线通信的连接通道，它包括MVB通信控制器、1MB的通信存储器TM、CPU接口缓冲与控制逻辑以及MVB总线物理层接口；电源子系统中DC/DC开关电源模块输入电压范围为DC77～137V、5V输出、功率为10W，电源子系统为整个RS485-MVB网关提供5V、3.3V以及2.5V的电源；其他通信接口子系统包括RS232接口、10/100M以太网接口、RS485通信接口。

RS485-MVB网关软件系统设计采用模块化分层结构，板级支持包BSP作为系统的最底层，为操作系统和用户任务提供对硬件设备进行访问的标准驱动接口；BSP主要提供设备驱动和操作系统的引导，包括系统自检驱动、串口的驱动、SDRAM驱动、网口的驱动、FLASH的驱动等；VXWO-RKS KERNEL是一个多任务内核，具有任务调度机制、任务间通信和中断处理机制等；根据该网关系统的需要，对VXWORKS内核进行裁减，提供了一个最小的满足功能需要的操作系统；MVB软件模块，是MVB链路层程序，也就是MVB通信处理的核心，主要实现过程数据、消息数据、监督数据等的处理；MVB软件模块可根据MVB配置文件确定MVB的通信端口以及各端口数据的周期，并提供了封装图形开发环境ISAGRAF所需要功能块的API接口函数，发送过程数据功能块SET_MVB_PORT_VALUE所需要的API接口函数MVB_set_source_data和接收过程数据功能块GET_MVB_PORT_VALUE所需要的API接口函数MVB_get_sink_data；图形开发环境底层软件包ISAGRAF TARGET作为一种特殊的任务，负责对ISAGRAF应用程序的解析执行、与调试终端的通信以及与其他应用任务的接口；根据RS485-MVB通信协议以及RS485-MVB协议转换底层软件提供的API接口函数，封装了通信接口，提供相应的通信与控制功能块等。