MVB、CANOpen、以太网等列车总线对比
以太网在高速动车组通讯网络中的原理及故障分析
以太网在高速动车组通讯网络中的原理及故障分析发布时间：2023-03-21T03:05:19.528Z 来源：《工程管理前沿》2023年1月1期作者：张柠[导读] 车载网络系统作为列车的“大脑”，负责列车的控制、监控和信息传递。
随着高速动车组智能设备的应用及列车服务系统的逐步升级，TCN网络已逐步无法满足高速动车组对网络带宽的需求。
工业以太网以其传输速率高、结构简单等已在工业领域取得重大应用，但以太网络的不确定性和非实时性在高速动车组领域发展较为缓慢。
张柠中车长春轨道客车股份有限公司吉林长春 130062摘要：车载网络系统作为列车的“大脑”，负责列车的控制、监控和信息传递。
随着高速动车组智能设备的应用及列车服务系统的逐步升级，TCN网络已逐步无法满足高速动车组对网络带宽的需求。
工业以太网以其传输速率高、结构简单等已在工业领域取得重大应用，但以太网络的不确定性和非实时性在高速动车组领域发展较为缓慢。
关键词：网络系统 TCN网络工业以太网一、高速动车组网络列车网络作为现代列车的关键技术之一，连接列车上的各车载设备，实现列车的控制、监测、信息传递等关键作用。
随着高速列车的发展，车载智能设备的应用与日俱增。
为了列车安全运行，在快速、可靠的基础上实现列车上设备间数据交互成为了必备功能。
随着人民对出行舒适度要求的不断升高，各式各样的人机交互设备在新型动车组中使用。
导致大量的数据充斥于列车组通讯网络系统中，列车通讯网络系统面临着前所未有的挑战，一方面要确保网络的实时性和稳定性，另一方面大容量数据能够实现传输。
1.TCN网络TCN网络采用绞线式列车总线（WTB）和多功能车辆总线（MVB）两级结构。
TCN列车通讯网络采用分级的网络拓扑结构，属于局域网系统。
上层WTB绞线式列车总线，连接列车的各网络节点，负责节点间的信息传递。
下层为MVB多功能车辆总线，负责连接车辆内部的可编程终端设备，实现车辆内部的信息传递[1]。
精选现场总线CANopen与工业以太网总线知识概述
7
2024/3/30
现场总线CANopen与工业以太网总线EtherCAT
CANopen概述
（6）可使用多种线缆和连接器； （7）数据通信可采用事件驱动、远程请求、 同步传输等多种方式； （8）采用心跳报文、节点保护、寿命保护等 多种设备监控方式，有利于节点之间的可靠通 信； （9）提供典型的预定义主/从连接组，最多可 支持127个节点； （10）提供很大的灵活性，应用非常广泛。
1与工业以太网总线EtherCAT
对象字典示例
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2024/3/30
现场总线CANopen与工业以太网总线EtherCAT
CANopen通讯
CANopen通讯模型定义了4种报文（通讯对象）： ➢ 网络管理报文（NMT） ➢ 服务数据对象SDO(Service Data Object） ➢ 过程数据对象PDO（ProcessData Object） ➢ 预定义报文或者特殊功能对象
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2024/3/30
现场总线CANopen与工业以太网总线EtherCAT
CiA Draft Standard Proposal 402
1 2 3 4 5 6
PROFILE POSITION MODE(标准位置模式) HOMING MODE(回原点模式) INTERPOLATED POSITION MODE(插补位置模式) PROFILE VELOCITY MODE(标准速度模式) PROFILE TORQUE MODE(标准转矩模式) VELOCITY MODE(速度模式)
➢ 节点启动(boot-up)
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现场总线CANopen与工业以太网EtherCAT
NMT Module Control
CAN总线概述和MVB总线
CAN总线概述1. CAN总线的产生与发展控制器局部网（CAN－CONTROLLER AREA NETWORK）是BOSCH公司为现代汽车应用领先推出的一种多主机局部网，由于其卓越性能现已广泛应用于工业自动化、多种控制设备、交通工具、医疗仪器以及建筑、环境控制等众多部门。
控制器局部网将在我国迅速普及推广。
随着计算机硬件、软件技术及集成电路技术的迅速发展，工业控制系统已成为计算机技术应用领域中最具活力的一个分支，并取得了巨大进步。
由于对系统可靠性和灵活性的高要求，工业控制系统的发展主要表现为：控制面向多元化，系统面向分散化，即负载分散、功能分散、危险分散和地域分散。
分散式工业控制系统就是为适应这种需要而发展起来的。
这类系统是以微型机为核心，将5C技术--COMPUTER（计算机技术）、CONTROL（自动控制技术）、COMMUNICATION（通信技术）、CRT（显示技术）和 CHANGE（转换技术）紧密结合的产物。
它在适应范围、可扩展性、可维护性以及抗故障能力等方面，较之分散型仪表控制系统和集中型计算机控制系统都具有明显的优越性。
典型的分散式控制系统由现场设备、接口与计算设备以及通信设备组成。
现场总线（FIELDBUS）能同时满足过程控制和制造业自动化的需要，因而现场总线已成为工业数据总线领域中最为活跃的一个领域。
现场总线的研究与应用已成为工业数据总线领域的热点。
尽管目前对现场总线的研究尚未能提出一个完善的标准，但现场总线的高性能价格比将吸引众多工业控制系统采用。
同时，正由于现场总线的标准尚未统一，也使得现场总线的应用得以不拘一格地发挥，并将为现场总线的完善提供更加丰富的依据。
控制器局部网 CAN（CONTROLLER AERANETWORK）正是在这种背景下应运而生的。
由于CAN为愈来愈多不同领域采用和推广，导致要求各种应用领域通信报文的标准化。
为此，1991年 9月 PHILIPS SEMICONDUCTORS制订并发布了 CAN技术规范（VERSION 2.0）。
成都地铁既有列车网络控制系统对比分析
第39卷第SO期铁道机车车辆Vol.39No.SO 2019年12月RAILWAY LOCOMOTIVE&CAR Dec.2019文章编号=1008-7842（2019）SO—00&0$05成都地铁既有列车网络控制系统对比分析曾东亮（成都地铁运营有限公司,成都610051）摘要详细介绍了成都地铁既有列车控制网络系统情况，分析了各线网络控制系统的优缺点，提出了后续改进建议。
关键词地铁车辆；网络控制；现状；对比分析中图分类号：U239.5文献标志码：A doi：10.3969力.issn.1008—7842.2019.SO.11在地铁列车发展进程中，列车网络控制管理系统（TCMS）为关键核心系统，是集列车的控制、监控和诊断为一体的集成控制系统,能为列车各子系统和模块提供各种实时控制信息，完成对列车的控制。
目前国内外地铁列车发展日新月异，列车结构组成越来越复杂，特别是实时在线监测技术、大数据分析技术的大量应用，对网络控制系统的性能要求也越来越高。
本文对比分析成都地铁既有列车网络控制系统情况，针对性提出了后续改进建议。
1列车网络控制技术介绍列车网络控制技术的发展史上主要有TCN、WorldFIP和LonWorks等，随着标准化应用及互联互通要求的提高，目前TCN成为应用最广泛的列车网络控制技术"列车通信网络（TCN）主要服务于铁路机车、动车和城市轨道交通，主要包含两层架构，即具有不同特性的主干网络（Train Backbon）和具有不同特性的编组网络（Consist network），其协议的转换主要借助节点来完成，主干网络可以是绞线式列车总线（WTB）或者以太网列车总线（ETB）,编组网络可以是多功能车辆总线（MVB）、CANopen总线或者以太网编组总线（ECN）。
随着城市轨道交通的迅猛发展，TCN网络控制的应用百花齐放，例如上海、深圳地铁部分庞巴迪车系采用”WTB列车总线MMVB车辆总线”的两层网络结构，广州、武汉地铁部分西门子车系采用”MVB列车总线+ MVB车辆总线”的网络结构，北京大兴机场线采用国产“以太网+M V B”列车总线双重冗余网络结构。
不同控制总线在城市轨道车辆中的运用分析
车辆总线，是IEC61375标准中的最早纳入的车辆总线。MVB总线 同样是一种串行通信协议，属于总线仲裁型网络，主设备与从设备
制
其组网方式、拓扑结构、传输速率、数据传输机
之间采用主帧/从帧的轮询应答方式进行访问。通信介质可以为屏
中总
制等对TCMS系统的设计具有重要影响。目前主 流的车辆总线型式主要包括CAN总线、MVB总线
ELECTRONICS WORLD・技术交流
不
从网络模型、拓扑结构、数据传输等方面， 分析和对比目前城市轨道车辆上运用的CAN、
2.MVB总线 2.1 网络应用模型
同
MVB和以太网三种总线控制网络。
MVB总线是由西门子等公司提出，专门针对轨道车辆应用的
控
引言：在城市轨道交通中，车辆控制总线是 列车控制管理系统（TCMS）的物理传输介质，
在汽车领域，而后逐渐扩展到包括轨道交通在内
考模型的网络运用如下：1）MVB物理层，对应于OSI参考模型物 理层；2）MVB数据链路层，对应于参考模型数据链路层，分为过 程数据（LPA）和消息数据（LMA）；3）MVB网络层、传输层、
司道
李
的整个工业控制领域。CAN总线是一种串行通信 协议，是一种多主竞争式总线，通信介质可以为
运玉
千
线，低地板车辆以150-200米作为CAN总线的最
视信息；通过消息数据来传输长度不定、时间性不强、非周期性的
大布线长度，传输速率保证在250Kbps，能够满足
信息；通过监督数据对总线设备进行检测，通常用于网络初运行和
董用
短编组运营车辆TCMS的数据传输需求。
网络重构的管理。MVB网络通常采用“主干-分支”结构，通过中
大布线长度下，可通过中继器级联或并联的方式，保证1.5Mbps的 数据传输，能够满足各种轨道车辆运营工况下TCMS的数据传输需
列车控制网络技术的现状与发展趋势
列车控制网络技术的现状与发展趋势作者：金犇来源：《山东工业技术》2015年第08期摘要：本文主要详细介绍了当前列车控制网络技术的发展现状，分析了IEC TCN ，WorldFIP， LonWorks和CAN等主要网络技术的应用，探讨了IEC网络标准的发展方向，指出了列车控制网络技术的发展趋势。
关键词：列车控制；网络技术；现状；发展趋势0 前言在现代列车发展进程中，控制网络技术为核心技术，应用范围十分广泛。
目前，网络技术彰显一定的开放性，经济性得到极大提升，在远程控制、信息互动方面提出了更高的要求，而IEC TCN ， WorldFIP， LonWorks和CAN等技术恰好适应这一要求，使得这种控制网络在列车上得到联合适应，呈现相互融合的发展状态。
1 对当前列车控制网络技术应用现状进行的分析1.1 IEC TCN 网络技术的开发应用现状（1）IEC TCN主要服务于铁路机车和动车，主要包含两层总线架构，即绞线式列车总线和多功能车辆总线，其协议的转换主要借助节点来完成。
总线的功能是实现车辆之间的通信，发挥列车初行和烧结的性能，准确辨别车辆在整个编列中的具体位置以及前进的方向，在根本上满足列车编组的要求。
而对于车辆总线，主要完成车内具有控制作用的设备的相关交流。
（2）IEC TCN在1999年被采纳为列车通信网络的统一、国际性标准，并完成了网络一致性测试标准的制定工作。
近些年，TCN得到了控制部件厂商的支持，对其网络控制系统的集成应用作用重大。
目前，TCN网络技术主要集中在一些对互操作性和实时控制性标准比较高的高速机车或者动车组，也包含一些载重大和地铁列车等轨道交通工具[1]。
我国将其定为铁路行业的主要标准，在很多动车组和电力机车中进行广泛的推广。
1.2 其他控制网络技术的应用现状1.2.1 WorldFIPWorldFIP具备三层结构，主要是物理层、数据链路层以及应用层。
对于物理层，其目的是实现信息由单一设备传输到总线的相关机器，介质为光纤等材质；数据链路层的作用是针对数据进行的有效性访问，关注实时控制；应用层提供的是一种访问功能，针对信息的变量。
城轨列车实时以太网拓扑结构分析及应用思考
ECN 有多种拓扑结构，根据IEC 61375-3-4-2014 Electronic railway equipment - Train communication network （TCN ） - Part 3-4: Ethernet Consist Network （ECN ）标准，其典型拓扑结构有以下5种。
图1 城轨列车实时以太网拓扑分层结构车辆级网络列车级网络ETBNETBNECN ECNEDEDEDED ED ED（2）双归属线性拓扑结构，如图3所示。
该拓扑结构的优点是：交换机之间存在2条独立且互为冗余的物理通信链路，若一路发生故障，则另一路仍可传输数不会造成通信中断；缺点是：若2条独立链路同时发生故障，则将导致数据丢失。
（3）环形拓扑结构，如图4所示。
该拓扑结构的优点是：单物理链路故障时，可自动切换传输路径，从而增强数据传输的可靠性。
缺点是：若网络中存在2个（5）双归属梯形拓扑结构，如图6所示。
该拓扑结构的优点是：形成梯形网络结构，进一步增强了网络整体的连通性，任一通路的故障均不影响ED 间的通信；缺点是：若网络中出现线路虚接的情况，可能导致拓扑频繁切换，而且梯形拓扑结构的软件复杂，布线繁多。
图2 线性拓扑结构TBNECNN EDEDEDECNNECNN注：TBN 为列车骨干网节点。
图3 双归属线性拓扑结构TBNEDEDEDECNNECNNECNNECNNECNN ECNN 图5 双归属环形拓扑结构TBNEDEDEDECNNECNNECNNECNN ECNN ECNN 图6 双归属梯形拓扑结构TBNEDEDEDECNNECNNECNNECNNECNNECNN2 2 种拓扑结构分析及对比根据城轨列车的实际应用场景（既要求列车通信网络有一定冗余性，以保证通信的稳定性和可靠性，又要兼顾车辆实际布线的可行性），综合考虑上述5种拓扑结构的优缺点，目前城轨列车实时以太网普遍采用以图4 环形拓扑结构TBNECNN EDEDEDECNNECNN以太网双归属环形拓扑结构。
多功能列车通讯总线MVB简介[学习内容]
![多功能列车通讯总线MVB简介[学习内容]](https://img.taocdn.com/s3/m/8892b63ba26925c52cc5bf71.png)
特选内容
22
MVB编码方式
data clock frame
110 100010 111110 1
signal
0 123 45 67 8
9-bit Start Delimiter
frame data
8-bit check sequence
OGF（光纤）
wired-or electrical media
op to-el ectri cal tra ns cei ver
to other device or star coupler
fibre pair
to other device or star coupler
Rack
ESD segment
3 8
9
4 B1. Data_ P
Li ne_B
5 B1.Data_N
shields contacts case
9
5 B1.Data_N Li ne_B
8
4 B1. Data_ P
3 7
6
2 A1. Data_ N
Li ne_A
1 A1. Data_ P
femal e Conn ector_1 (femal e)
特选内容
1
列车通信网络（TCN）拓扑
两级拓扑： （1）列车总线：WTB，ETB （2）车辆总线：MVB，CAN open，ECN
特选内容
2
TCN分层结构
对应两类通信数据： （1）过程数据：短 小、周期性、实时 性要求高 （2）消息：较长、 突发性、实时性要 求不高
特选内容
3
TCN通信介质分配
总线为半双工通信方式，通信时间划分为基本周期
（1）CLASS 0 ：星耦器、中继器 （2）CLASS 1 ：设备状态、过程数据 （3）CLASS 2 ：设备状态、过程数据、消息数据 （4）CLASS 3 ：设备状态、过程数据、消息数据、 用户可编程
铁路列车之间的通信协议(多功能车辆总线MVB协议)
铁路列车之间的通信协议（多功能车辆总线MVB协议）2016-10-25致远电子随着铁路的快速发展，多功能车辆总线MVB协议已经成为高速电力列车控制系统的关键技术，可用于列车状态检测、故障诊断以及车载设备开发和调试等操作。
今天我们一起来深扒MVB协议。
一、MVB介绍TCN是铁路列车车辆之间和车辆内部可编程设备互联传送控制、检测与诊断信息的数据通信网络。
MVB为多功能车辆总线，它是列车通信网TCN的一部分，TCN网络由WTB+MVB构成。
MVB 是一种主要用于对有互操作性和互换性要求的互连设备之间的串行数据通信总线，它将位于同一车辆，或不同车辆中的标准设备连接到列车通信。
其固定传输速率为1.5Mbit/s。
图1 列车通信网络列车通信网络通常采用分层结构，根据列车控制的特点分为上下两层，每一层根据不同的特性要求相应有不同适用局部网络，包括列车总线层（WTB）和多功能车辆总线层（MVB）。
车辆总线负责同一车厢内部各种可编程终端装置的连接，列车总线负责不同车辆单元中的网络节点连接。
WTB和MVB是两个独立的通信子网。
图2 列车MVB物理层提供三种不同的介质，它们以相同速率运行：ESD：电气短距离传送（≤20米），标准的RS-485收发器，支持32个设备，适用于封闭小室内；EMD：电器中距离传送（≤200米），支持32个设备，屏蔽双绞线，变压器耦合；OGF：远距离光学玻璃纤维介质（≤2000米）。
随着MVB技术的不断发展，MVB物理层介质主要以EMD为主。
MVB各个总线段必需经由连接不同介质的中继器将光纤汇入总线的星耦器两种类型之一的耦合器相互连接。
二、MVB的数据帧结构MVB的一次传输包括两种类型帧：主帧+从帧，主帧的长度固定为33位，从帧的数据长度有5种：33、49、81、153和297，具体的数据帧结构如下图3所示。
图3 MVB拓扑结构MSD：帧起始分界符，MVB的信号编码采用G.E.Thomas Andrew S.Tanenbaum的曼彻斯特编码（从低到高为“0”，从高到低为“1”）传输数据。
列车网络(考中参考版)
第一章1、列车网络与计算机网络相比，有何特点？相比于普通计算机网络，列车通信网络：①工作环境恶劣，可靠性要求高；②控制操作实时性（时间确定性）要求高；③列车编组的动态性：各个设备是分散在各个编组的机车车辆中，列车通信网络控制系统必须是分布式的。
2、铁道机车车辆上的网络有哪些？各有什么特点？TCN列车总线WTB，主要用于车辆之间的重联通信，具有列车初运行和烧结（通信连接器触点去氧化）等功能；能自动识别车辆在编组中的位置和方向，从而满足开式列车需要频繁编组等特殊要求多功能车辆总线MVB）主要用于车辆内控制设备的互联；采用基于总线管理器（BA）的集中式介质访问控制，并支持介质和总线管理器的冗余，因而具有强实时性和高可靠性等特点LonWorks遵循OSI参考模型的全部7层协议，具备了局域网的基本功能，与异型网的兼容性比现存的任何现场总线都完善。
它还提供了与LAN互联的接口，从而实现两者的有机结合。
带宽利用率高、单点故障不影响网络通信，节点可以灵活进退网络；优先级机制使紧急数据具有优先的响应时间LON支持总线型、星型和环型等多种拓扑结构，网络结构可以是主从、对等或客户/服务式。
传输介质可以是双绞线、同轴电缆、电力线、无线电和光纤等。
ARCNE是一种基于令牌传递（Token Passing）协议的现场总线，支持总线型、星型以及分布式星型拓扑快速性、确定性、可扩展性和支持长距离传输等特点，非常适合过程实时控制ARCNET使用令牌传递机制来仲裁各网络节点对网络的访问权，不存在竞争，在传递时间上是可预测的。
ARCNET具有内置的16位CRC校验、出错重传等机制，支持包括光纤在内的多种连接介质，可以适应各种环境下对通信质量的需求。
ARCNET的数据链路层协议固化在控制器芯片内部，因此其不用软件就能自动完成诸如错误检测、流量控制以及网络配置等功能。
ARCNET的可靠、高速及稳定的性能已被许多工业领域应用。
WorldFIP 、采用三层结构：物理层、数据链路层和应用层与TCN网络类似，使用曼彻斯特编码进行信号的传输，支持介质和总线仲裁器的冗余，并且还具备完备的网络管理能力。
多功能车辆总线MVB
8
32位长的过程数据请求
9
64位长的过程数据请求
10
128位长的过程数据请求 11
256位长的过程数据请求 12
（保留）
13
（保留）
14
（保留）
15
MVB 共16种报文
报文类型
主控权转换请求 一般事件请求
（保留） （保留） 256位长的消息数据请求 群组事件请求 单一事件请求 设备状态查询
六、MVB介质访问控制
五、MVB帧结构
94
12bi
t
MSD F Ad
8
CS ED
Master Frame 主设备帧
MSD Maser Start Delimiter 主设备源分界符（帖起始） F F_Code 编码（指明期望从设备帧的类型尺寸） AD Address 地址或参数 CS Check_Sequence 校验序列（校验码）
多功能车辆总线MVB
一、 多功能车辆总线 (MVB)概述
多功能车辆总线 MVB
Multifunction Vehicle Bus
4096 个设备
分配 不同地址
256 消息传送
（列车总线网关）
/
窗 口
传 感 器 执 行 器
MVB
可编程设备
多功能车辆总线MVB应用于拖车
01过程数据
定时广播的带源地址的数据，定时 间隔小于1ms
4
提供更多服务
连接简单的传感器 或执行机构，不可 远程配置，无应用 处理器
可编程逻辑控制 器PLC的完全站， 有许多端口，典 型是256个
MVB 设备分类
四、MVB的信号表示
MVB速率为1.5Mbps。 数据采用曼彻斯特编码 , 每一数据位码元中间都有跳变 ,从高到低 的跳变( 负跳变)表示“1”,从低到高的跳变 (正跳变)则 表 示 “0”。帧数据以 9-bit帧源定界符开头 ,以 8bit校验序列结束。
基于MVB_CANOPEN_ETH多网融合的车辆网络控制系统
• 137•介绍一种基于IEC61375标准的多网融合的车辆网络控制系统，通过多功能车辆总线MVB ，CANOPEN 总线和以太网实现对车辆的各个系统进行控制和管理。
文章对该车辆网络控制系统的网络结构、系统各设备功能、系统控制功能和系统特点进行说明。
1.引言基于MVB_CANOPEN_ETH 的车辆网络控制系统实现车辆的控制、管理、监视、故障诊断及事件记录功能。
网络系统采用多功能车辆总线MVB 、CANOPEN 总线和以太网实现对车辆各个设备的控制和管理。
多功能车辆总线MVB ，CANOPEN 总线及主要的系统设备均具有冗余功能，当总线和系统设备发生单个故障时，不影响车辆的正常运营。
2.网络控制系统结构基于MVB_CANOPEN_ETH 的车辆网络控制系统按照IEC61375标准，通过多功能车辆总线MVB 将车辆中央控制单元、人机接口单元、远程输入输出单元、牵引系统、DCDC 系统及数据记录单元相连通。
其中2个远程输入输出单元作为CANOPEN 主站，将空调系统、辅助系统、车门系统发送的CANOPEN 数据打包处理成MVB 总线协议格式数据，发送给中央控制单元，同时CANOPEN 主站将中央控制单元发送的控制数据打包处理成CANOPEN 总线协议格式数据，发送给空调系统、辅助系统、车门系统。
中央控制单元通过以太网实现与乘客信息系统、信号系统、制动系统之间的数据传输。
网络控制系统设备包括中央控制单元CCU 、数据记录单元ERM 、远程输入输出单元RIOM 、人机接口单元HMI 和必要的总线终端器构成，车辆的网络拓扑如图1所示。
图1 车辆网络拓扑图列车为5节编组：=M1+C1+Np+C2+M2=M1、M2：带司机室的动车模块；C1、C2：无转向架支撑的悬吊模块；NP ：带受电弓的拖车模块；3.系统子设备功能描述3.1 中央控制单元CCU列车配置1个中央控制单元机箱，位于M1车的电器箱内。
中央控制单元机箱内装有2个互相冗余的中央控制单元，一个工作在主控模式，另一个工作在从控模式。
城市轨道交通车辆总线对比分析
城市轨道交通车辆总线对比分析作者：李星宜李正崔杰来源：《现代城市轨道交通》2019年第06期摘要：从列车网络设备模型、网络拓扑结构、数据传输等方面，对比分析目前城市轨道交通车辆上采用的由CAN、MVB和工业以太网3种车辆总线构成的列车通信网络，可为以后列车通信网络的设计与选择提供参考。
关键词：城市轨道交通;列车通信网络;网络拓扑结构;车辆总线;CAN;MVB;工业以太网中图分类号：U270.38+20 引言城市轨道交通车辆总线是列车控制管理系统（Train Control and Management System，TCMS）的物理传输介质，其组网方式、拓扑结构、传输速率、数据传输机制等对TCMS系统的设计具有重要影响。
目前主流的车辆总线形式主要包括控制器局域网络（Controller Area Network，CAN）总线、多功能车辆（Multifunction Vehicle Bus，MVB）总线和工业以太网总线。
1 CAN总线1.1 CAN网络设备模型CAN总线是在20世纪80年代提出的，最初应用在汽车领域，而后逐渐扩展到包括城市轨道交通在内的工业控制领域。
CAN总线是一种串行通信协议、多主竞争式的总线，其传输介质可以是双绞线、同轴电缆和光纤等，传输速率根据传输距离的不同而不同，最高可达1 Mb/s。
CAN总线作为车辆总线一般运用在城市轨道交通短编组车辆（如低地板有轨电车车辆）中，传输介质通常采用带屏蔽的双绞线。
通常情况下，低地板车辆以长为150～200 m作为CAN总线的最大布线长度，传输速率保证在250 kb/s，能够满足短编组运营车辆TCMS数据的传输需求。
CAN总线及其扩展协议对应于ISO/OSI参考模型的网络应用如图1所示。
图1中，CAN设备模型分为3层，即物理层（第1层）、数据链路层（第2层）和应用层（第3层）。
物理层定义信号怎样传输、完成电气连接、实现驱动器/接收器的特性。
数据链路层的功能主要是传送规则，即控制帧结构、执行仲裁、错误检测、出错标定和故障界定，还有报文滤波、超载通知和恢复管理等。
CAN总线与CANopen协议
CAN总线与CANopen协议CAN总线是指控制器局域网（Controller Area Network）的一种通信总线，在工业和汽车电子领域得到广泛应用。
CAN总线采用了一种强大的通信协议，即CANopen协议。
本文将详细介绍CAN总线和CANopen协议的特点、应用以及优势。
首先，CAN总线是一种串行通信协议，用于在各种设备之间传输数据。
它具有高速性能、高可靠性和高实时性。
CAN总线采用了分布式网络拓扑结构，可以连接多个设备，从而实现设备间的数据交换。
每个设备通过在总线上发送和接收CAN帧来进行通信。
另一个特点是CAN总线的高可靠性。
CAN总线采用了一种冲突检测和仲裁机制，可以自动检测和解决数据冲突，从而确保数据传输的准确性。
即使在出现错误或干扰的情况下，CAN总线仍然能够保持稳定的数据传输。
此外，CAN总线还具有高实时性。
CAN总线采用了时间触发机制，在每个数据帧中都预留了时间槽，以保证数据的及时传输。
这使得CAN总线非常适合用于需要实时数据传输和控制的应用领域，例如汽车电子系统和工厂自动化。
CANopen协议是一种在CAN总线上运行的高层通信协议，用于定义设备之间的通信方式和数据交换格式。
CANopen协议提供了一套标准的通信对象，包括网络管理、节点配置、数据传输等功能。
CANopen协议的优势之一是其灵活性和可扩展性。
CANopen协议可以适应不同的应用需求和系统配置，可以根据实际情况定义和配置通信对象。
此外，CANopen协议还支持网络管理功能，包括节点的配置和管理、网络参数的设置等。
另一个优势是CANopen协议的开放性和标准化。
CANopen协议是一个开放的通信标准，可以由不同的供应商进行实现和支持。
这使得不同设备之间的互操作性成为可能，从而方便了设备的集成和应用。
此外，CANopen协议还具有较低的通信负载和资源占用。
CANopen协议采用了一种高效的通信方式，可以减少通信片段和协议开销，从而提高通信的效率和实时性。
铁路列车之间的通信协议多功能车辆总线MVB协议
铁路列车之间的通信协议多功能车辆总线MVB协议铁路列车之间的通信协议——多功能车辆总线MVB协议在铁路系统中，为了确保列车之间的安全运行和高效通信，采用了多种通信协议。
其中一种常见的协议是多功能车辆总线（Multifunction Vehicle Bus，简称MVB）协议。
本文将介绍MVB协议的基本原理、应用场景和发展前景。
一、MVB协议的基本原理MVB协议是一种用于铁路车辆通信的标准协议，它基于串行通信技术，通过一根总线连接列车上的各种设备和系统。
MVB协议主要用于列车之间的通信，包括车载自动控制系统、列车保护系统、信息显示系统等。
MVB协议的基本原理是采用了主-从结构。
每个车厢都有一个主设备，称为Multi-Function Vehiclebus Controller（简称MVB-C）。
MVB-C负责管理整个车厢内的设备，并与列车的其他车厢进行通信。
而其他设备则作为从设备，通过MVB总线连接到MVB-C。
MVB协议采用了高速串行通信方式，具有较高的数据传输速率和可靠性。
它采用了物理层和数据链路层两个层次的协议，能够实现车载设备之间的快速、可靠的数据传输。
二、MVB协议的应用场景1. 列车控制系统：MVB协议被广泛应用于列车的自动控制系统。
通过MVB协议，列车上的不同设备和系统可以实时交换信息，协调运行并确保列车的安全。
2. 列车保护系统：MVB协议也用于列车的保护系统，通过MVB总线连接列车上的各种保护设备，如紧急制动系统、火警报警器等。
这些设备通过MVB协议的快速通信能力，及时传递关键信息，确保列车安全运行。
3. 信息显示系统：在列车的信息显示系统中，MVB协议也发挥了重要作用。
通过MVB总线连接车辆上的显示设备，能够实时获取列车的运行状态、站点信息等，并在车厢内进行显示。
三、MVB协议的发展前景随着铁路运输的快速发展，MVB协议也在不断演进和改进。
目前，MVB协议已经进一步提高了数据传输速率和可靠性，以适应更高的运行要求。
汽车和铁路中常用的can和mvb总线的mac方法
汽车和铁路中常用的can和mvb总线的mac方法[汽车和铁路中常用的CAN和MVB总线的MAC方法]引言：在现代的汽车和铁路系统中，电子设备和控制单元的数量不断增加，为了实现各个设备之间的通信和数据交换，汽车和铁路系统采用了不同的总线技术。
本文将详细介绍在汽车和铁路系统中常用的两种总线技术，即控制器局域网（CAN）和多功能车载总线（MVB），并重点探讨它们的媒体访问控制（MAC）方法。
我们将逐步解释CAN和MVB总线的MAC方法，并探讨它们在汽车和铁路系统中的应用。
第一部分：控制器局域网（CAN）总线的MAC方法1. CAN总线简介- 介绍CAN总线的基本原理和特点。
2. 基于CSMA/CD的MAC方法- 解释CSMA/CD（载波侦听多点接入/碰撞检测）协议的工作原理。
- 讨论在CAN总线中如何实现CSMA/CD。
3. 基于优先级的MAC方法- 介绍基于优先级的MAC方法在CAN总线中的应用。
- 解释如何设置消息的优先级和帧识别码。
- 讨论优先级倒置和时间触发功能的作用。
第二部分：多功能车载总线（MVB）的MAC方法1. MVB总线简介- 介绍MVB总线的基本原理和特点。
2. 基于轮询的MAC方法- 解释轮询MAC方法的基本原理。
- 讨论在MVB总线中如何实现基于轮询的MAC方法。
- 探讨轮询MAC方法的优缺点。
3. 基于事件触发的MAC方法- 介绍基于事件触发的MAC方法在MVB总线中的应用。
- 解释如何使用事件触发机制来提高总线的效率。
- 讨论事件优先级和时间窗口的设置。
第三部分：CAN和MVB总线的应用案例1. 汽车系统中的CAN总线应用- 介绍在汽车系统中CAN总线的具体应用，如发动机控制、车载娱乐系统等。
- 讨论CAN总线在汽车系统中的优势和挑战。
2. 铁路系统中的MVB总线应用- 介绍在铁路系统中MVB总线的具体应用，如信号系统、列车控制系统等。
- 讨论MVB总线在铁路系统中的优势和挑战。
矿产
矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。
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线缆材质 接头形式 收发器类型
控制器类型
网络节点物理 Biblioteka 量 网络节点逻辑 数量 数据吞吐量 控制器稳定性 时间可预测性 节点突发发送 设备成本 开发成本 协议栈 开发难度 应用场合 现场故障排查 成本 成熟度
1
MVB/CANOpen/以太网等列车总线
MVB/CANOpen/以太网等列车总线对比
MVB 总线 最高波特率 最高波特率传 输距离 实用波特率 实用通讯距离 拓扑结构 1.5Mbps ESD：20 米 EMD：200 米 1.5Mbps 小于 200 米 总线型，分支长度小 于 10cm 0.75m2 屏蔽双绞线 DB9 ESD：MAX3088 EMD：MAX3088+隔 离变压器 MVBC02 专用芯片 或者 FPGA 嵌入协议栈 32 4095 1 个节点传输 256 位 数据需要 336us 非常稳定 可以预测 不可以 中等 较高 MVB 协议栈 较大 高铁地铁列车中关键 性的控制信号 低 非常成熟 CANopen 总线 1Mbps 40 米 250kbps 小于 200 米 总线型， 分支长度小于 6米 0.75m2 屏蔽双绞线 DB9 TJA1051T（非隔离） CTM1051KT（隔离） SJA1000T 或者 MCU 内部自带 CAN 110 128 1 个节点传输 256 位数 据需要 1.875ms 需要筛选汽车级芯片， 以及进行程序防护 不可预测 可以 便宜 中等 CANopen 协议栈 简单 低速的低地板车与轻 轨的控制信号通讯 中等 较为成熟 实时以太网 100Mbps 100 米 100Mbps 小于 100 米 交换机星型结构，存储 转发，点对点通讯不大 于 100 米 超五类网线 M12 插座 以太网 PHY 芯片 KSZ8041NL +隔离变压器 DM9000 或者 MCU 内部自带以太网 1对1 4294967295 1 个节点传输 256 位数据 需要 100us 需要高效稳定的协议栈 以及外围高防护 可以预测 可以 较高 中等 IEC61375-3-4 协议栈 中等 列车中需要大流量传输 的信号，比如视频 高 目前用于非控制场合