ⅱ型车控制网络通信及安全底层软件设计

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1、国内图书分类号：TP23国际图书分类号：621．3西南交通大学研究生学位论文密级：公开年级2Q!!级姓名苴抱申请学位级别王堂亟±专业捡塑9撞苤量自麴丝装量指导老师戴丛!塞数援二零一四年五月ClassifiedIndex：TP23U．D．C：621．3SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisTHELO、Ⅳ二LEVELSOFTWAREDESIGNOFCRH2CONTROLNETWORKCOMMUNICATIONANDSECURjTYGrade：2011Candidate：CaoYanAcade

2、micDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：DetectionTechnologyandAutomaticEquipmentSupervisor：Prof．DaiXiaowenMay,2014西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文韵全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论

3、文。本学位论文属于1．保密口，在年解密后适用本授权书；2．不保密彩使用本授权书。(请在以上方框内打“v”)日期：洲髟．箩．幻日期：凇，妒．f如西南交通大学硕士学位论文主要工作(贡献)声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：1在II型车网络控制系统已有安全策略的基础上，设计并实现了一种ARCNET网络通信安全算法一在底层软件中使用DES算法对通信数据进行加密处理，提高网络数据的安全性。2针对II型车控制网络仿真平台中的关键部件一类MDM8光电转换卡，设计和开发了一套底层软件。该软件主要由嵌入式Linux操作系统和相关外设驱动两部分组成

4、，其中外设驱动包括UART串口驱动、COM20022协议芯片驱动以及以太网卡驱动。在该软件系统的支持下，类MDM8光电转换卡才能实现ARCNET组网和数据通信等功能。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明。本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。学位论文作者签名：靠勒’日期：)Of修今．彬西南交通大学硕士研究生学位论文第1页摘要近年来，我国高速铁

5、路的发展取得了举世瞩目的成就，然而我国的高速列车装备的国产化程度却有待进一步提高。列车控制网络作为高速列车的九大关键技术之一，主要控制在国外大型跨国公司的手里。为了尽快实现列车控制网络国产化，研发出具有自主知识产权的产品，国内轨道交通装备研究机构及厂家都在加大力度进行开发。目前我国对列车控制网络系统的研究还处于初期研发阶段，对列车网络进行纯软件和半实物仿真也是研究的热点。本文依托于“十一五”国家科技支撑计划子课题“高速列车网络控制系统”(项目编号：2009BAGl2A06，2009．2012)一网络系统半实物仿真，设计并实现了II型车控制

6、网络半实物仿真平台的光电通信接口底层软件，用以驱动ARCNET网络的关键部件类MDM8光电转换卡。同时，根据ARCNET网络特性设计了一种保障通信安全的算法。论文主要工作包括：(1)在II型车网络控制系统已有安全策略的基础上，设计并实现了一种ARCNET网络通信安全算法，即在底层软件中使用DES算法对通信数据进行加密处理，提高数据的安全性。(2)针对类MDM8光电转换卡的硬件环境和功能需求，为该卡移植了嵌入式操作系统。该操作系统由Linux内核，YAFFS根文件系统和U．Boot引导程序组成。(3)设计并实现了类MDM8光电转换卡上部分外

7、部设备的驱动程序。为ARCNET网络控制器--COM20022芯片开发驱动程序，以实现ARCNET的组网和数据通信功能。为类MDM8光电转换卡的以太网口一10／100EthernetMAC接口开发驱动程序，使该卡与对应的功能仿真站点PC机能够正常通信。此外，还对UART串口驱动进行开发，以便跟踪和调试程序。(4)对设计并实现的各底层软件模块进行了功能测试，测试结果表明，该底层软件满足仿真平台的要求。本文实现了II型车列车控制网络半实物仿真系统中光电通信接口的底层软件，对于CRH2型车列车控制网络系统研发具有一定的参考意义。关键词：列车控制

8、网络；ARCNET；类MDM8光电转换卡；通信安全；Linux；设备驱动西南交通大学硕士研究生学位论文第lI页AbstractRecentyears，ChinaRailwayhasachiev