多任務(wù)TDCS車(chē)站分機通信協(xié)議的設計

摘要：為了處理TDCS車(chē)站分機從鐵路局調度中心、車(chē)務(wù)終端和計算機聯(lián)鎖設備接收的各種信息，在此基于Windows操作系統設計了實(shí)時(shí)多任務(wù)程序。在多任務(wù)程序中，使用消息機制和消息緩沖區實(shí)現多線(xiàn)程之間的通信，使用信號量和互斥量實(shí)現多線(xiàn)程之間的同步；針對以太網(wǎng)通信任務(wù)和串口通信任務(wù)，建立了相應的數據結構，并設計了一個(gè)數據包分析算法來(lái)解析自定義協(xié)議。實(shí)踐證明，該設計具有響應速度快、適應性強的特點(diǎn)。
關(guān)鍵詞：TDCS；車(chē)站分機；多任務(wù)；通信協(xié)議

列車(chē)調度指揮系統(TDCS)是實(shí)現鐵路各級運輸調度對列車(chē)進(jìn)行透明指揮、實(shí)時(shí)調整、集中控制的現代化信息系統，它由鐵道部、鐵路局中心局域網(wǎng)及車(chē)站基層網(wǎng)組成。TDCS車(chē)站分機是車(chē)站基層網(wǎng)的設備，起到信息的采集、上傳及下發(fā)的作用，在整個(gè)系統中占有非常重要的地位。

1 功能分析
在車(chē)站分機系統中，車(chē)站分機軟件主要實(shí)現兩個(gè)方面的功能：
(1)接收鐵路局調度中心和車(chē)務(wù)終端的調度命令，經(jīng)過(guò)命令解析處理后，經(jīng)無(wú)線(xiàn)調度命令設備發(fā)送至列車(chē)執行；
(2)接收計算機聯(lián)鎖設備、無(wú)線(xiàn)車(chē)次號設備、無(wú)線(xiàn)調度命令設備發(fā)送的狀態(tài)信息，經(jīng)過(guò)解析和重新封裝后，將狀態(tài)信息發(fā)送到鐵路局調度中心和車(chē)務(wù)終端。
由以上分析可知，系統主要有以下3個(gè)功能模塊：接收狀態(tài)模塊、接收命令模塊和數據處理模塊。其中，接收狀態(tài)模塊由RS 422串口通信方式實(shí)現；接收命令模塊由以太網(wǎng)通信方式實(shí)現；數據處理模塊主要負責數據的處理和發(fā)送。

2 多任務(wù)模型的創(chuàng )建
基于Windows操作系統，針對上述3個(gè)模塊，本文分別建立了3個(gè)任務(wù)：串口通信任務(wù)、以太網(wǎng)通信任務(wù)、數據處理任務(wù)。其中數據處理任務(wù)作為主線(xiàn)程，包含數據的接收與上傳，其處理過(guò)程如下：
(1)接收線(xiàn)程收到數據，放入緩沖區，并用PostMessage()向主線(xiàn)程發(fā)送消息，通知主線(xiàn)程有數據存入緩沖區；
(2)主線(xiàn)程使用ReadFile()函數讀取緩沖區數據；
(3)主線(xiàn)程判斷收到的數據是否有變化：若有變化，調用WriteFile()函數或SendData()函數發(fā)送消息，并將定時(shí)器清除；否則，繼續等待。數據處理任務(wù)的具體流程如圖1所示。

在該系統中，使用AfxBeginThread()函數創(chuàng )建以太網(wǎng)通信任務(wù)、串口通信任務(wù)和數據處理任務(wù)之后，用消息機制實(shí)現了多任務(wù)之間的通信，而用信號量、互斥等方式實(shí)現了線(xiàn)程之間全局變量和函數的同步。