基于Linux操作系统的列车事件记录仪的设计

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伴随城市轨道交通迅速发展,列车设备愈加复杂,设备故障排查难度逐渐增大。列车事件记录仪作为列车安全设备之一,记录列车设备实时运行状态,为列车故障分析以及运营维护提供数据支撑,具有法律依据。针对国外列车设备技术垄断,国内城轨列车事件记录仪记录数据不全面,存储器安全防护不够,数据安全系数不高等方面问题,研究一种软硬件可配置化、具有数据加密算法的列车事件记录仪是具有重要意义的。本文通过分析TCN列车通信网络特点,从列车实际数据源出发采用模块化设计,提出了一种基于Linux嵌入式操作系统的列车事件记录仪整体设计方案,并完成硬件、操作系统、应用软件的设计。在硬件部分采用一块母板和多块子板的方式可根据列车实际情况实现硬件灵活配置,并完成以AM3358为控制核心的主控模块、数字量DI采集模块、模拟量AI采集模块、MVB总线数据采集模块、通信接口模块、电源模块等硬件电路设计。软件部分通过分析列车事件记录仪软件体系特点,选用Linux嵌入式操作系统作为系统平台。本文主要完成软件开发平台的搭建,嵌入式Linux操作系统的开发与移植,MVB、DI等功能模块驱动程序的编写,以及应用主程序及各模块采集子程序设计。针对数据安全、数据完整性问题,本文设计了一种专门运用于列车事件记录仪的ERM-ES加密算法,实现了记录仪数据加密转储功能。在实验室环境下搭建了模拟试验平台,对列车事件记录仪的各模块进行功能性测试验证,试验结果表明事件记录仪在数据采集的基础上可完成数据加密转存功能以及数据完整性验证,从而验证方案的切实可行,满足列车事件记录仪记录数据具有法律依据不容篡改的要求,具有一定的应用推广价值。
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