TCN网络分析仪—轨道交通车辆网络测试首选产品

1      概述

TCN网络是目前主流的轨道交通车辆网络，主要包括多功能车辆总线MVB和铰接式列车总线WTB，TCN承担着车内主要包括牵引、制动、主控、远程IO等模块在内的重要系统设备之间的信息传递工作，因此TCN网络功能是否正常会关系到车辆运营性能甚至安全，所以在TCN网络本身、网络设备的开发、设计、调试、维护等整个生命周期过程中都需要有足够的技术手段来帮助工程人员来对网络进行测试和监控。

TCN网络分析仪即是为满足这一需求而开发出来的，它具有功能全面、性能优异和易于携带的特点，适用于TCN网络产品的开发、设计和维护阶段，对网络通信进行检测、记录和处理。

2      产品形态

产品主要功能集成于高可靠性电脑中，波形采集功能使用便携式手持式示波器形式，可通过USB连接到上位机使用。

2.1     系统集成

集成态产品将主要功能集成于加固笔记本中。GETAC X500加固笔记本外形如下图所示：

图 1加固笔记本

理论工作时间 2小时，锂电池可充电；重量 5.2KG。

系统适应于各种恶劣的工业现场环境。

2.2     物理层波形采集设备

波形采集功能有便携式手持示波器完成，可通过USB总线连接到安装有分析测试软件的电脑上，适应于实验室和开发环境下的应用。

产品主要形态如下图所示：

图 3便携式物理信号示波器

2.3     测试分析软件

TCN网络分析仪上位机测试分析软件使用Eclipse RCP技术定制的相关功能界面，为用户提供高效的用户交互界面。软件界面如下：

图 4 软件界面

依靠整个平台软硬件系统，TCN网络分析仪能够为使用者提供多种监测分析功能，帮助使用者完成对TCN网络的开发测试和记录分析工作。

3      主要功能

TCN网络分析仪的主要功能有：数据的显示、记录与过滤；触发采集；统计分析；通信波形分析等功能。

3.1     数据在线显示、记录、查看和存储

数据显示分为Trace显示和变量图形显示。

3.1.1     Trace显示

Trace显示按照时间顺序显示所有通信报文如下信息；序号、报文类型、主帧 FCODe、帧头定时、主帧数据、帧尾定时、主帧error flag、从帧长度 (words)、帧头定时、报文定时（主<—>从）、从帧数据、帧尾定时、从帧error flag。

图 5 Trace 页面

3.1.2     变量图形显示

变量图形显示功能主要用于监控通信过程中的具体某几个过程变量（PV）随时间变化的的过程。用户可通过指定TCN配置中定义的变量，操作软件将以图形形式描绘其值以及数字显示的形式。

图 7 变量的图形和数值显示和分析

3.1.3     数据存储

所有采集到的数据可以以CSV文件格式存储于电脑硬盘存储空间，以便于进行离线分析。

3.2     数据过滤分析

软件可以有针对地过滤选择需要记录、显示的数据，提供过滤器设置页面，设置如下类型过滤器：

过程数据>某一地址（范围）的过程数据>某一过程变量

消息数据>某一设备地址（范围）的消息数据>某一网络地址（范围）的消息数据

监视数据>某一类型监视数据>某一设备地址（范围）设备状态、组地址、主权转移；

3.3     触发采集

软件提供触发采集功能，用户可配置一定的触发条件，当触发条件满足时，软件将采集和记录触发点前后的数据，数据范围为触发条件满足的前10后10秒。

3.3.1     事件触发

事件触发定义为：数据集中过程变量或者为过程数据从帧中指定的某一bit满足如下条件的事件

  触发变量=某设置值

  触发变量>某设置值

  触发变量<某设置值

  触发变量≠该变量上一轮询周期值

3.4     通信统计

TCN网络分析仪可网络通信的一些统计特征量进行实时统计。主要特征量包括：总线误码率、总线负载、过程数据统计、监视数据统计等。

3.4.1     总线误码率统计

进行统计识别的错误码主要有：

l  无效帧错误：

l  有效帧无效数据错误：

l  报文错误：

3.4.2     总线负载统计

总线负载统计过程数据、消息数据和监视数据占总线通信时间的总比例。并显示主要负载信息。

3.4.3     过程数据统计

软件能自动记录通信中过程数据信息，并分析统计后给出网络过程数据通信的实际执行情况。

3.4.4     监视数据统计

软件能自动记录通信中监视信息，并分析统计后给出网络上设备状况。