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)輛而設計的串行數據通信總線(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(zhù)整個(gè)列車(chē)的網(wǎng)絡(luò )通信的正常運行。

　　1、WTB概述

　　WTB為絞線(xiàn)式列車(chē)總線(xiàn)，它是以德國DINV3322和意大利CD450高速列車(chē)的數據通信經(jīng)驗為基礎而制定的，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)輛的每一側各有一根電纜。為適應頻繁改變其組成的列車(chē)組，WTB被設計成通過(guò)手插式跨接電纜或自動(dòng)連接器來(lái)實(shí)現車(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，并采用規定型號的電纜。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(cháng)度可達860m，更長(cháng)的距離和更多的節點(diǎn)(最多62個(gè))均可實(shí)現。WTB介質(zhì)是由不同車(chē)輛上的電纜節點(diǎn)鏈接而成。

　　圖2列車(chē)

　　2、WTB的數據幀結構

　　WTB數據幀格式包括總線(xiàn)主發(fā)布的主幀數據和從設備響應的從幀數據，主幀與從幀組成一個(gè)報文，且主幀與從幀的格式是統一的，如下圖3所示。所有幀數據具有相同的編碼結構，并服從ISO/IEC3309標準中HDLC信號一致的結構。6位的幀頭和2位高電平的終止分界符不屬于幀數據，但它們屬于WTB幀的組成部分。

　　圖3 WTB拓撲結構

　　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(cháng)度為16~32位，默認值是16位。

　　幀數據標志(DS/DE)：幀數據使用兩個(gè)8位的標志分界符確定幀的開(kāi)始和結束。

　　目標設備DD：表示接收數據幀的8位節點(diǎn)地址，范圍在1到63之間，該范圍是初運行過(guò)程分配的。地址255是所有節點(diǎn)接聽(tīng)的廣播地址。

　　鏈路控制LC：用來(lái)區分請求幀(主幀)和響應幀(從幀)。若LC的最高位為“1”時(shí)，說(shuō)明該數據幀為請求幀(主幀)，若LC的最高位“0”時(shí)，說(shuō)明該數據幀為響應幀(從幀)。

　　設備源SD：發(fā)送幀節點(diǎn)的物理地址。

　　鏈路數據長(cháng)度：數據幀發(fā)送的有效鏈路數據長(cháng)度，范圍是0~128字節。

　　終止分界符ED: 2位高電平。

　　具體的數據編碼結構如下圖4所示：

　　圖4 WTB數據序列

　　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，最后一位為“1”。幀開(kāi)始和結束識別標志位為01111110，幀最后由2位高電平的終止分界符結束，回歸閑置電平，如圖4紅色標志所示。

　　3、WTB的數據類(lèi)型

　　WTB規定了3種不同類(lèi)型的數據：

　　(1)過(guò)程數據

　　過(guò)程數據報文是由一個(gè)過(guò)程數據請求幀和緊隨其后的過(guò)程數據響應幀組成，用于更新分布過(guò)程數據庫，屬于周期性數據，具體結構如下圖5所示。

　　圖5 過(guò)程數據結構

　　(2)消息數據

　　消息數據是指冗長(cháng)但不頻繁的數據項，數據項被拆分為小包并按需發(fā)送，用于消息傳送，屬于偶發(fā)性數據，具體結構如下圖6所示。

　　圖6 消息數據結構

　　(3)監督數據

　　監督數據用于總線(xiàn)的監視、控制和管理，以保證過(guò)程數據和消息數據在總線(xiàn)上的順利傳輸，具體結構如下圖7所示。

　　圖7 監督數據結構

　　4、 實(shí)例應用

　　(1) 現場(chǎng)模擬WTB車(chē)輛通信協(xié)議，使用致遠電子最新推出的“數據挖掘型”示波器ZDS4054 Plus，其免費標配WTB協(xié)議解碼功能，可對全內存512Mpts的數據進(jìn)行解碼，且可對整個(gè)車(chē)輛車(chē)廂與車(chē)廂之間的通訊信號監測，如下圖8所示：

　　圖8 WTB解碼

　　(2) 如下圖9所示，可查看主幀數據和從幀數據的解碼情況，了解發(fā)送的數據屬于哪種數據類(lèi)型?？蓪﹂L(cháng)時(shí)間監測的數據進(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，對信號進(jìn)行多窗口異常監測和分析。

　　圖9 WTB細節分析

　　(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，可對數據幀中的數據或地址進(jìn)行觸發(fā)，從而定位異常，如下圖10所示，設置數據觸發(fā)方式，對數據幀中的數據進(jìn)行觸發(fā)。

　　圖10 WTB協(xié)議觸發(fā)

　　協(xié)議觸發(fā)結果如下圖11所示：

　　圖11 WTB協(xié)議觸發(fā)結果