基于arcnet技术的crh2动车组通信网络特点
0引言
ARCNET 是一种运用在CRH2型动车组上的络访问协议，是一种基于令牌传递的总线规程。1997年由美国公司制定，1999年成为美国国家标准。从OSI 参考模型来看的话，ARCNET 只规定了物理层和数据链路层的服务，并且可开放底层接口。过去经常作为一种嵌入式网络，运用于办公室网络中，随着时代的发展，用于办公室内的ARCNET 网络逐渐被互联网代替，但是由于ARCNET 网络规程自身的快速性、确定性和可扩展性等特点，作为过程控制网络将非常适合工业领域，而且新型ARCNET 控制芯片非常小巧，因此被广泛应用到工业控制领域、摩天大楼、交通运输、汽车工业、智能机器人和电子游戏等领
域。在欧美和国内应用广泛。
1ARCNET 是典型的令牌总线网(Token Bus )1.1令牌总线网的工作原理令牌（TOKEN ）是环形拓扑网络中传递数据的必要的比特组合。让环形拓扑网络中的数据单向传输成为可能，可以说令牌是环形网络的标志。令牌总线网是物理结构为总线型，数据传输为环形的一种网络结构。
令牌总线网到底是如何实现这种传输方式的呢？令牌总线网的原理仍然是使用令牌作为控制总线信息传输的唯一指标。当总线上所有的终端都处于空闲状态时，令牌按照总线上的终端地址顺序发送，形成一个逻辑链路层的闭合环路。当其中某一个终端需要发送数据时必须等待，——————————————————————
—作者简介：柳重阳（1990-），男，甘肃平凉人，学士，助教。
电加热，可在极端工况下使用。通过在客室内安装温度传
感器和电度表进行温度稳定性和用电量测试，并对数据进行对比。
3.2.1温度稳定性对比
车辆运行的环境为-8℃~-5℃，客室内空调系统是定为22℃。通过设置空调根据两列车辆的运行测试数据采集，将车辆客室内各个温度检测点的温度数据进行平均的出整列车客室温度变化确实如图3。
图3客室平均温度变化曲
线
从图中可以看出电加热的车辆客室温度一直没有达到设定温度，维持在12℃左右，而变频热泵空调制热温度维持在22℃温度上下，且高于定速电加热空调的制热温度；变频热泵空调调热通过改变压缩机运转频率进行无级调节，使客室温度变化更平稳，温度控制更精确，乘坐舒适度要明显优于客室电加热车辆。
3.2.2制热能耗对比
车辆空调控制柜内安装电度表，采集热泵空调运行所
消耗的电能；由于客室电加热只能将客室温度维持在12℃左右如图3所示，因此将客室空调温度设定为12℃，进行相同温度下的能耗对比。
由于客室电加热安装与客室座椅下方，总功率为10.8kW ，同时客室通风机功率为2.8kW ，因此理论耗电量为每小时13.6kW ·h ；变频热泵空调的实际耗电量通过电度表的反馈为每小时耗电5.1kW ，每小时节能8.5kW ·h 。
通过对变频热泵空调和客室电加热对客室制热性能的对比，可以看出变频热泵空调在客室温升速率、温度稳定性以及节能效果上都很大程度上由于定频电加热空调，同时变频热泵空调还具有客室顶部送风，顶部回风，制热的同时有新风注入，将客室内的二氧化碳等浊气通过废排装置排除车外，保证客室内的相对湿度和卫生条件，提高乘坐的舒适度。
4结语
通过对定速空调和变频空调的理论和实际应用的对比分析证明，变频空调在温度控制方面有很大的优势，提高乘坐的舒适度，其冷暖两用、一体化设计，可靠有效的实现节能，降低地铁车辆运营成本，符合国家节能减排的规划要求。
参考文献:
[1]郭春荣.变频器的结构和工作原理.
[2]铁海燕.热泵式空调机组在空调客车上应用的可行性分析.[3]解强.暖通空调节能设计在工程中应用及效果分析[J].价值工程，2016，35（22）：162-164.
基于ARCNET 技术的CRH2动车组
通信网络特点
柳重阳
（吉林铁道职业技术学院，吉林132200）
摘要：动车组网络控制技术是动车组高速运行的核心技术之一，并且广泛应用于各种现代化的轨道交通行业，如地铁、轻轨等行
业中。国内市场动车组控制技术类型不多，其中ARCNET 技术就是CRH2动车组通信与控制的主要技术。
关键词：轨道交通；网络控制；ARCNET
Internal Combustion Engine&Parts
直到令牌传递当前终端（节点）为止。此时，该终端通过改变令牌特定位的值“抓住”令牌，并将令牌变成此终端发送数据的一部分，从而实现数据的发送。由于局域网中的令牌只有一个，因此，每次只能有一个终端发送数据，数据发送完成后，令牌再次轮空。如此反复，就可以实现所有终端信息的发送。
由于令牌总线网只对OSI模型中的物理层和数据链路层进行规定。因此在令牌总线网建立的过程中：通过协议规定数据发送过程中终端数据发送顺序为A→D→B→C→E→A（如图1），这样数据链路层就能形成环形结构，这种环形的形成又与物理层拓扑结构的无关，因此就能形成物理层为总线型结构，数据链路层为环形拓扑结构的网络（又称逻辑环），称之为令牌总线网。此外，物理层还可以是树型拓扑结构、星型拓扑结构等
都可组成逻辑环路。
图1
1.2令牌总线网的帧格式
在令牌总线网中收发数据就得按照令牌总线网的帧格式进行。IEEE802.4规定令牌总线网的帧格式包含8个部分，依次为：前导码→帧开始→帧控制→目标地址→源地址→数据域→校验序列→帧结束定界符（如图2）。其中“数据域”是我们发送的主要信息内容，其他部分都是为了保证“数据域”能准确无误的从一个终端（节点）发送到另一个终端（节点）而服务的。
2ARCNET的工作原理
ARCNET作为CRH2型动车组中的网络标准，了解其原理对于掌握CRH2动车组网络系统的工作机制是很有必要的。ARCNET网络标准在CRH2型动车组上是以局域网的形式组网的，采用了优化后的令牌总线协议，因此拥有令牌总线网的所有特点。除此之外，ARCNET对网络中每个终端（节点）都保存了下一个终端（节点）的逻辑地址，进而生成一个可活动的网络终端（节点）地址表，并且设置了空闲缓冲区，通过查询空闲缓冲区的查询可以提高数据收发效率。
ARCNET的终端（节点）和地址中规定：每个终端（节点）都使用唯一的MAC地址标识自己，且单个ARCNET网络中最多只能有255个终端（节点）；令牌在传递数据的时，终端（节点）通过递增的地址序列组网传递，形成逻辑环路。
ARCNET的物理层不仅支持总线型拓扑结构，也支持星形拓扑结构等。随着技术的革新，ARCNET从以前支持2.5Mbps速率的旧版本升级到了ARCNET plus版本，且可支持100Mbps的速率。在实际应用中，两个版本都应用广泛，只是所采用的介质不同，2.5Mbps版本的使用的介质一般是同轴电缆、双绞线等，而ARCNET plus版本则主要使用光纤。
由于ARCNET网络中，每个终端（节点）都有唯一物理地址（MAC地址），且范围为1-255（0作为广播地址），所以在逻辑环路建立之初，第一终端（节点）通过物理地址持续+1的方式来寻需要发信的下一个终端（节点），如此反复，让每个终端（节点）都确定唯一的收发终端（节点）的物理地址，并保
存在自身的寄存器中，当地址范围溢出时从1又重新开始，最终就可以确定一个用来发送信息的环形闭合路径，由于这个路径是属于数据链路层的，因此称之为逻辑环。把这个过程称之为逻辑环的建立。
这样建立的逻辑环有什么好处呢？在动车组运用过程中，由于故障或者检修等原因，难免会出现终端（节点）增加或者减少，当一个新终端（节点）加入动车网络中时，如果这个新的终端（节点）在840ms内没收到令牌，它将发送一个逻辑环重构的指令，并且建立一个新的逻辑环，建立过程与首次建立过程完全一致。由于故障等原因，完整的逻辑环中出现终端（节点）丢失的话，故障终端（节点）的上一个终端（节点）将会继续通过地址持续+1的方式，继续寻发送终端（节点）地址并重新存储，进而形成新的逻辑环。因此在终端（节点）增加或者减少的情况都不会影响数据的收发。
空调制热温度为了完成这种操作，在ARCNET协议中规定了ARCNET的帧类型，总共有5种，分别是令牌帧（ITT），它的主要作用是传递给下一个终端（节点）；空闲缓冲区访问帧（FBE），确认终端（节点）有足够的空闲缓冲区存储收发数据；确认帧（ACK），确认有；否认帧（NAK），确认无；数据传输帧（PAC），数据格式。
ARCNET网络为了提高逻辑环的建立效率，设置了一个超时值（TimeOut）
TimeOut=146×（255-ID）us
为了缩短逻辑环的建立时间，在终端（节点）选用MAC地址标识时，通常会让其中一个终端（节点）的MAC 地址=255，这样就可以在最短的时间内建立逻辑环，提高数据的传输效率。
3ARCNET网络性能
由于ARCNET使用令牌作为节点对网络使用权的仲裁机制，因此网络具有时间可确定性。进而在工业中应用广泛。由于在工业局域网中不同的设备使用的网络介质根据使用要求是不同的，因此可能会在同一个工业局域网中同时出现ARCNET及ARCNET plus两种标准，当这两种标准同时出现时并相互制约时，传输速率要降至2.5Mbps，这样
可以保证网络的正常使用。图2

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