廣深高鐵里面跑的是什么通訊協(xié)議

　　目前主流的列車(chē)通信網(wǎng)絡(luò)(TCN)由絞線(xiàn)式列車(chē)總線(xiàn)(WTB)和多功能車(chē)輛總線(xiàn)(MVB)組成，今天我們來(lái)了解為互連車(chē)輛而設(shè)計(jì)的串行數(shù)據(jù)通信總線(xiàn)WTB，其作為列車(chē)車(chē)廂間通信的總線(xiàn)協(xié)議如何控制著整個(gè)列車(chē)的網(wǎng)絡(luò)通信的正常運(yùn)行。

　　1、WTB概述

　　WTB為絞線(xiàn)式列車(chē)總線(xiàn)，它是以德國(guó)DINV3322和意大利CD450高速列車(chē)的數(shù)據(jù)通信經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)而制定的，常用于相互連掛和解連的重聯(lián)車(chē)輛。WTB使用專(zhuān)用屏蔽雙絞線(xiàn)電纜。電線(xiàn)的布置采用冗余原則，在各個(gè)車(chē)輛的每一側(cè)各有一根電纜。為適應(yīng)頻繁改變其組成的列車(chē)組，WTB被設(shè)計(jì)成通過(guò)手插式跨接電纜或自動(dòng)連接器來(lái)實(shí)現(xiàn)車(chē)輛之間的互連。

　　圖1列車(chē)通信網(wǎng)絡(luò)

　　由于WTB采用雙絞屏蔽線(xiàn)工作，所以其傳輸速率為1Mbit/s，并采用規(guī)定型號(hào)的電纜。WTB滿(mǎn)足UIC556的要求，它定義了由最多22個(gè)客車(chē)組成的UIC列車(chē)的通信要求，長(zhǎng)度可達(dá)860m，更長(zhǎng)的距離和更多的節(jié)點(diǎn)(最多62個(gè))均可實(shí)現(xiàn)。WTB介質(zhì)是由不同車(chē)輛上的電纜節(jié)點(diǎn)鏈接而成。

　　圖2列車(chē)

　　2、WTB的數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)

　　WTB數(shù)據(jù)幀格式包括總線(xiàn)主發(fā)布的主幀數(shù)據(jù)和從設(shè)備響應(yīng)的從幀數(shù)據(jù)，主幀與從幀組成一個(gè)報(bào)文，且主幀與從幀的格式是統(tǒng)一的，如下圖3所示。所有幀數(shù)據(jù)具有相同的編碼結(jié)構(gòu)，并服從ISO/IEC3309標(biāo)準(zhǔn)中HDLC信號(hào)一致的結(jié)構(gòu)。6位的幀頭和2位高電平的終止分界符不屬于幀數(shù)據(jù)，但它們屬于WTB幀的組成部分。

　　圖3 WTB拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

　　幀頭(SH)：幀頭由曼徹斯特編碼器產(chǎn)生，且由曼徹斯特譯碼器去掉，長(zhǎng)度為16~32位，默認(rèn)值是16位。

　　幀數(shù)據(jù)標(biāo)志(DS/DE)：幀數(shù)據(jù)使用兩個(gè)8位的標(biāo)志分界符確定幀的開(kāi)始和結(jié)束。

　　目標(biāo)設(shè)備DD：表示接收數(shù)據(jù)幀的8位節(jié)點(diǎn)地址，范圍在1到63之間，該范圍是初運(yùn)行過(guò)程分配的。地址255是所有節(jié)點(diǎn)接聽(tīng)的廣播地址。

　　鏈路控制LC：用來(lái)區(qū)分請(qǐng)求幀(主幀)和響應(yīng)幀(從幀)。若LC的最高位為“1”時(shí)，說(shuō)明該數(shù)據(jù)幀為請(qǐng)求幀(主幀)，若LC的最高位“0”時(shí)，說(shuō)明該數(shù)據(jù)幀為響應(yīng)幀(從幀)。

　　設(shè)備源SD：發(fā)送幀節(jié)點(diǎn)的物理地址。

　　鏈路數(shù)據(jù)長(zhǎng)度：數(shù)據(jù)幀發(fā)送的有效鏈路數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，范圍是0~128字節(jié)。

　　終止分界符ED: 2位高電平。

　　具體的數(shù)據(jù)編碼結(jié)構(gòu)如下圖4所示：

　　圖4 WTB數(shù)據(jù)序列

　　編碼過(guò)程中幀頭遵循曼徹斯特編碼原則(從高到低為0，從低到高位1)。一幀信號(hào)由幀頭開(kāi)始，幀頭由電平為“1”的起始“S”開(kāi)始，隨后是若干個(gè)(“0”，“1”)位對(duì)，最后一位為“1”。幀開(kāi)始和結(jié)束識(shí)別標(biāo)志位為01111110，幀最后由2位高電平的終止分界符結(jié)束，回歸閑置電平，如圖4紅色標(biāo)志所示。

　　3、WTB的數(shù)據(jù)類(lèi)型

　　WTB規(guī)定了3種不同類(lèi)型的數(shù)據(jù)：

　　(1)過(guò)程數(shù)據(jù)

　　過(guò)程數(shù)據(jù)報(bào)文是由一個(gè)過(guò)程數(shù)據(jù)請(qǐng)求幀和緊隨其后的過(guò)程數(shù)據(jù)響應(yīng)幀組成，用于更新分布過(guò)程數(shù)據(jù)庫(kù)，屬于周期性數(shù)據(jù)，具體結(jié)構(gòu)如下圖5所示。

　　圖5 過(guò)程數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

　　(2)消息數(shù)據(jù)

　　消息數(shù)據(jù)是指冗長(zhǎng)但不頻繁的數(shù)據(jù)項(xiàng)，數(shù)據(jù)項(xiàng)被拆分為小包并按需發(fā)送，用于消息傳送，屬于偶發(fā)性數(shù)據(jù)，具體結(jié)構(gòu)如下圖6所示。

　　圖6 消息數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

　　(3)監(jiān)督數(shù)據(jù)

　　監(jiān)督數(shù)據(jù)用于總線(xiàn)的監(jiān)視、控制和管理，以保證過(guò)程數(shù)據(jù)和消息數(shù)據(jù)在總線(xiàn)上的順利傳輸，具體結(jié)構(gòu)如下圖7所示。

　　圖7 監(jiān)督數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

　　4、 實(shí)例應(yīng)用

　　(1) 現(xiàn)場(chǎng)模擬WTB車(chē)輛通信協(xié)議，使用致遠(yuǎn)電子最新推出的“數(shù)據(jù)挖掘型”示波器ZDS4054 Plus，其免費(fèi)標(biāo)配WTB協(xié)議解碼功能，可對(duì)全內(nèi)存512Mpts的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，且可對(duì)整個(gè)車(chē)輛車(chē)廂與車(chē)廂之間的通訊信號(hào)監(jiān)測(cè)，如下圖8所示：

　　圖8 WTB解碼

　　(2) 如下圖9所示，可查看主幀數(shù)據(jù)和從幀數(shù)據(jù)的解碼情況，了解發(fā)送的數(shù)據(jù)屬于哪種數(shù)據(jù)類(lèi)型?？蓪?duì)長(zhǎng)時(shí)間監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行異常分析，可在示波器的縮放模式下使用雙ZOOM多窗口顯示的功能，對(duì)信號(hào)進(jìn)行多窗口異常監(jiān)測(cè)和分析。

　　圖9 WTB細(xì)節(jié)分析

　　(3)、WTB解碼提供協(xié)議觸發(fā)功能，通過(guò)觸發(fā)方式定位感興趣信號(hào)，可對(duì)數(shù)據(jù)幀中的數(shù)據(jù)或地址進(jìn)行觸發(fā)，從而定位異常，如下圖10所示，設(shè)置數(shù)據(jù)觸發(fā)方式，對(duì)數(shù)據(jù)幀中的數(shù)據(jù)進(jìn)行觸發(fā)。

　　圖10 WTB協(xié)議觸發(fā)

　　協(xié)議觸發(fā)結(jié)果如下圖11所示：

　　圖11 WTB協(xié)議觸發(fā)結(jié)果