[发明专利]一种基于嵌入式的总线通信检测系统及其可靠性检测方法

说明书

本发明公开了一种基于嵌入式的总线通信检测系统及其可靠性检测方法，基于通过RS‑485总线、CAN总线两路总线各自独立传输数据并通过UART通信协议、MVB协议和CAN总线协议来分别封装解析两路数据，来模拟列车通信网（TCN）的运行。与此同时在嵌入式设备中移植UCOSII系统，便于其进行多任务运行与管理；并增添LWIP协议使其与PC机建立连接，为数据通过以太网线传输至上位机进行数据处理建立了协议基础。最终将嵌入式端应用于总线通信检测系统中进行TCN相关网卡的质量评估，并借助示波器从物理层来分析其通信错误的原因。

技术领域

本发明涉及一种基于嵌入式的总线通信检测系统可靠性检测方法，属于地铁门控器通信模块可靠性检测技术。

背景技术

自1804年第一台蒸汽机出现以来，现代运输要求在不断提高，火车也在不停地变革：蒸汽机车—内燃机车—电力机车—和谐铁路；列车速度在不断提升的同时，列车通信网络（TCN）的重要性也在飞跃式增长。作为现场总线重要组成部分的CAN总线、MVB、485总线则又各自凭借着自身的优点在国际上得到广泛的应用。DCS的快速发展和远距离抗干扰能力强的数字通信总线的迫切需求使得人们开发出RS485总线，其最大通信距离可达1219m，此时传输速率达到100kb/s，其最大传输速率可达到10Mbit/s；具备抗共模干扰能力强、联网功能的可实现性、与TTL电平的可兼容性、总线收发器的高灵敏度等优点。

RS485总线在工业多点数据通信领域有着别的总线无法比拟的独特优势。用总线技术将各节点设备连接后再通过网络传输将数据传输至上位机进行处理，可使得整个总线通信系统在智能家居领域中广泛应用。

作为通信网络组成的物理基础，现场总线显得分外重要。目前，市场上运用较多的总线主要包括CAN总线、MVB、485总线等。现场总线在被大比例使用到工程的同时，其通信的可靠性也显得格外重要。其不但需要各种检测系统来剔除不合格总线通信模块，还需要工程师能够分析出其通信不可靠的原因，以此来解决影响总线通信的问题并提高总线通信的可靠性。

发明内容

本发明目的为了克服现有技术中存在的不足，提供一种基于嵌入式的总线通信检测系统及其可靠性检测方法，可以适用于地铁门控器通信或者其他现场总线的可靠性检测。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种基于嵌入式的总线通信检测系统可靠性检测方法，包括嵌入式监测端，上位机数据分析端。通信模块在测试前先进行相应的配置，由总线数据发送端通过CAN和485两路不同的总线向嵌入式接收端发送任意数据，总线通信检测系统模块将接受到的数据通过以太网线传输到PC端，再由PC端的上位机软件进行数据存储和处理。

所述嵌入式监测端包括微处理器STM32F407ZGT6，CAN 收发器 TJA1050，485 收发器 SP3485，以太网芯片LAN8720A和以太网接口插座RJ45。所述微处理器通过GPIOA11和GPIOA12连接到CAN收发器TJ1050的数据接收和数据发送端口，所述CAN收发器TJ1050的CAN_H和CAN_L两个电平出口连接到CAN总线通信接口；所述微处理器通过GPIOB10和GPIOB11连接到485收发器SP3485接收数据和发送数据的接口，通过GPIOG8口控制SP3485数据的收发，所述485收发器SP3485的A、B两个电平输出口连接到485总线通信接口；所述以太网芯片LAN8720A与微处理器之间通过RMII接口传输数据，与所述以太网接口插座RJ45之间通过两对发送和接收差分线传输数据。

所述嵌入式监测端与PC机通过各自的RJ45接口使用网线连接起来，两者使用以太网进行数据传输通信。所述PC上位机基于Qt编写，上位机软件能够接收不同下位机客户端传输的数据并显示，而且能实现比对原始发送数据与所接收的数据之间误差，计算误码数和误码率的功能，同时能将计算结果显示在界面上，并将错误数据保存到特定的EXCEL文件中。

本发明还公开了上述基于嵌入式的总线通信检测系统的可靠性检测方法，包括如下步骤：