专利名称：一种利用示波器实现mvb和wtb帧数据实时解码的方法
技术领域：
本发明涉及通信领域，具体是一种利用示波器实现MVB和WTB帧数据实时解码的方法。
背景技术：
目前示波器不支持MVB和WTB帧数据解码，我们通过示波器只能看到MVB和WTB 数据的波形，不能实时监测MVB/WTB设备通信发送的帧数据内容和MVB/WTB设备的发送器测试。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种利用示波器实现MVB 和WTB帧数据实时解码的方法，弥补示波器不能对MVB/WTB帧数据解码的缺点，实时监测 MVB/WTB设备通信发送的帧数据内容以及MVB/WTB设备的发送器测试。为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是一种利用示波器实现MVB和 WTB帧数据实时解码的方法，其特征在于，该方法为1)设定解码类型；2)示波器采集数据；3)示波器将采集的数据传输到工控机中；4)找起始点；5) 1/2周期采样，得到数组a ；6)判断主帧、从帧，若数组a)的前18位与帧头不匹配，则报错，返回2)；若匹配， 跳到7)；7)解码，若帧校验序列不匹配，则报错，返回i)；若帧校验序列匹配，跳到8)；8)显示16进制帧数据，返回2)；9)手动退出解码程序。找起始点的步骤为1)将示波器采集的数据幅值与设定值比较，第一个大于设定值的点的位置记为 nl ；2)从nl往后与设定值比较，第一个小于设定值的点的位置记为π2 ；3)起始点位置的计算公式为起始点位置=(nl+n2)/2.1/2周期采样的步骤为1)从起始采样点开始每隔MVB信号周期的1/2采集一个点，或者从起始采样点开始每隔WTB信号周期的1/2采集一个点(WTB与MVB信号周期不同，当选定MVB解码类型时， 1/2周期为MVB脉宽的1/2，当选定WTB解码类型时，1/2周期为WTB脉宽的1/2。)；2)采集的点与设定值和设定值的相反数比较，大于设定值的点为1 (高)，小于设定值相反数的点为-1 (低)，在设定值和设定值相反数之间的点为0，当为0时则代表帧结束；3)将上述转换的1与-1保存在数组a中。判断主帧、从帧的步骤为1)取数组a中的前面18位与主帧和从帧的帧头编码比较；2)与主帧帧头相等则是主帧，与从帧帧头相等则是从帧；3)去掉帧头数据后保存在数组b中。解码的步骤为1)根据曼彻斯特编码原理，将数组b中数据重新组合，对于MBV帧，1到-1为1，_1 到1为0，对于WTB帧，1到-I为0，-1到1为1 ；2)重新组合数据，并将这些数据保存在数组c中；3)对于MVB解码，根据主帧和从帧的数据帧格式，去掉数组c中的CRC校验码、终止位，将剩下的数据转换成16进制并显示；对于WTB解码，按WTB帧格式去掉16位前导码、 两个8位的标志位、32位的链路控制字段、位填充、16位帧校验序列FCS、终止位，最后得到的数据是所需数据。所述的设定值为0.4 4. 5。本发明可以实时观测MVB设备和WTB设备发送的帧类型，以及帧数据，弥补了示波器不能对MVB/WTB帧数据解码的缺点。
图1为MVB主帧格式示意图2为MVB从帧格式示意图3为WTB帧格式示意图4为本发明实施解码流程图5为找起始点示意图6为1/2周期采样示意图7为本发明实施例中示波器采集的EMD主帧波形
图8为本发明实施例中1/2周期采样后点的布局。
具体实施例方式
MVB设备信号传输数率是1. 5Mbit/s，则周期为667ns (IEC61375-1标准中定义 667ns为1BT)，帧分为ESD和EMD帧，ESD和EMD帧数据都采用曼彻斯特编码，起始分界符是一个由{起始位，“NH”，“NL”，“0”，“NH”，“NL”，“0”，“0”，“0” }组成的固定序列，序列中 “NH”为IBT高电平编码，“NL”为IBT低电平编码，“0”为IBT曼彻斯特编码。主帧的长度固定为33位，包括9位主起始分界符；4位F-code，12位的地址或参量；8位的校验序列。从帧可能有五种长度33，49，81，153或297位，包括9位从起始分界符；16 256位的数据； 每个64位序列有一个8位校验序列。WTB设备信号传输数率是IMbit/s，则周期为500ns。 WTB帧包括16位前导码，两个8位的标志位，32位的链路控制字段，0 IOM位链路数据 (为填充未包括在内)，16位帧校验序列FCS，终止位，示波器采集的MVB/WTB波形数据由2 个参数构成，一是波形幅值，二是点与点之间的时间间隔。
本发明的解码方法主要包括以下步骤(1)找起始点，如附图5所示1)将示波器采集的数据幅值与X (X取值为0.4到4. 5之间)比较，第一个大于X 的点位置记为nl。如图12)从nl往后与X比较，第一个小于X的点的位置记为n2。3)那么起始点位置=(nl+n2)/2。注示波器采集的波形数据都是一个个数据点组成，只是采样率比较高，点与点之间的距离很短，肉眼无法识别，从图上看到的波形是连续的波形。(2) 1/2周期采样，如附图6所示1)从起始采样点开始每隔MVB信号周期1/2采集一个点。2)采集的点与X和-X比较，大于X为1 (高)，小于-X为-I (低)，之间为0，当为 0时则代表帧结束。3)将上述转换的1与-1保存在数组a中。(3)判断主帧、从帧1)取数组a中的前面18位与主帧和从帧的帧头编码比较。2)与主帧帧头相等则是主帧，与从帧帧头相等则是从帧。3)去掉帧头数据后保存在数组b中。(4)解码1)根据曼彻斯特编码原理，将数组b中数据重新组合，1到-1为1，-1到1为0。2)重新组合数据保存在数组c中。3)根据主帧和从帧的数据帧格式，去掉数组c中的CRC校验码、终止位，将剩下的数据转换成16进制并显示。通过以上方式就可以将波形数据转换为我们想要的16进制的数字数据。这样就可以知道MVB通信中传输的是什么数据。解码流程图如图六。WTB帧数据实时解码的原理与MVB的相同，不同之处在1) 1/2周期采样为WTB信号的周期的1/2。2)解码步骤1)中1到-1为0，-1到1为1。3)解码步骤3)中，WTB解码是按WTB帧格式去掉16位前导码、两个8位的标志位、32位的链路控制字段、位填充、16位帧校验序列FCS、终止位，最后得到的数据才是所需数据。参见图7，示波器采集的MVB设备发送的EMD波形，通过此波形讲述具体解码实例。1)找起始点，起始点为标号为1的脉宽的1/2位置处；2)然后每隔1/2周期采集一个点，即第二个点为标号为2的脉宽1/2位置处；由于标号为3的脉宽为1个周期，距第二个点1/2周期的第三个点处在标号为3的脉宽的1/4 位置处；第四个点处在标号为3的脉宽的3/4位置处；后续的点都是距离前一个点1/2周期处。(脉宽分三种1/2倍周期宽度，1倍周期宽度，3/2倍周期宽度)；3)附图八中标号为1到51的脉宽上的采样点是通过上述两步后得到的，将采样点与X (设定值为1. 5)和-X比较，大于X为1 (高)，小于-X为-1 (低)，可以组成此序列 (1，-1,1,1, -1,-1, -1,1,1,1, -1，-1，-1,1, -1,1,-1,1,1, -1，-1,1, -1,1,1, -1，-1,1,-1,1，-1,1,1, -1，-1,1, -1,1, -1,1,1, -1，-1,1, -1,1, -1,1, -1,1, -1,1,1, -1,1, -1,1, -1， 1，-1，1，-1，1，-1，-1，1，-1，-1，1，1)，将此序列保存在数组中；4)将序列中的前18个数取出与MVB起始分界符比较并判断是主帧还是从帧，此处判断此帧是主帧，如果与MVB起始分界符比较不匹配，则报错，丢掉此段序列，重新采集数据进行处理；5)从序列中19位开始取出32个数，此32个数就是帧数据，由于帧数据是曼彻斯特编码，且采用的是1/2周期采样，一个曼彻斯特编码由两个数组成(1到-1为1，-1到1 为0)，所以32个数要转换为16位的数据，转换后的数据为1001000100010000，转换为16 进制显示为9110，此时我们知道MVB设备发了一个9110的数据帧。但此数据是否是正确的要看通过1001000100010000算出的CRC校验码与序列中51位开始的16个数转换的8位 CRC校验序列是否匹配，匹配则正确，否则错误；6)从序列中51位开始取出16个数，此数据是帧数据的校验序列，将16个数按步骤5中转换为8位数据，即为CRC检验序列；7)从序列中67位开始取出4个数与MVB终止分界符比较，如不匹配则报终止分界符出错。
权利要求
1.一种利用示波器实现MVB和WTB帧数据实时解码的方法，其特征在于，该方法为1)设定解码类型；2)示波器采集数据；3)示波器将采集的数据传输到工控机中；4)找起始点；5)1/2周期采样，得到数组a;6)判断主帧、从帧，若数组a)的前18位与帧头不匹配，则报错，返回2)；若匹配，跳到7)；7)解码，若帧校验序列不匹配，则报错，返回幻；若帧校验序列匹配，跳到8)；8)显示16进制帧数据，返回2)；9)手动退出解码程序。
2.根据权利要求1所述的利用示波器实现MVB和WTB帧数据实时解码的方法，其特征在于，找起始点的步骤为1)将示波器采集的数据幅值与设定值比较，第一个大于设定值的点的位置记为nl；2)将从nl往后的数据幅值与设定值比较，第一个小于设定值的点的位置记为n2；3)起始点位置的计算公式为起始点位置=(nl+n2)/2。
3.根据权利要求1所述的利用示波器实现MVB和WTB帧数据实时解码的方法，其特征在于，1/2周期采样的步骤为1)对于MVB帧数据，从起始采样点开始每隔MVB信号周期的1/2采集一个点；对于WTB 帧数据，从起始采样点开始每隔WTB信号周期的1/2采集一个点；2)采集的点与设定值和设定值的相反数比较，大于设定值的点为1，小于设定值相反数的点为-1，在设定值和设定值相反数之间的点为0，当为0时则代表帧结束；3)将上述转换的1与-1保存在数组a中。
4.根据权利要求1所述的利用示波器实现MVB和WTB帧数据实时解码的方法，其特征在于，判断主帧、从帧的步骤为1)取数组a中的前面18位与主帧和从帧的帧头编码比较；2)与主帧帧头相等则是主帧，与从帧帧头相等则是从帧；3)去掉帧头数据后保存在数组b中。
5.根据权利要求1所述的利用示波器实现MVB和WTB帧数据实时解码的方法，其特征在于，解码的步骤为1)根据曼彻斯特编码原理，将数组b中数据重新组合，对于MBV帧，1到-1为1，-1到 1为0，对于WTB帧，1到-1为0，-1到1为1 ；2)重新组合数据，并将这些数据保存在数组c中；3)对于MVB解码，根据主帧和从帧的数据帧格式，去掉数组c中的CRC校验码、终止位， 将剩下的数据转换成16进制；对于WTB解码，按WTB帧格式去掉16位前导码、两个8位的标志位、32位的链路控制字段、位填充、16位帧校验序列FCS、终止位，将最后得到的数据转换成16进制。
6.根据权利要求2或3所述的利用示波器实现MVB和WTB帧数据实时解码的方法，其特征在于，所述的设定值为0. 4 4. 5。
全文摘要
本发明公开了一种利用示波器实现MVB和WTB帧数据实时解码的方法，该方法为设定解码类型；示波器采集数据；示波器将采集的数据传输到工控机中；找起始点；1/2周期采样；判断主帧、从帧；解码；显示16进制帧数据；手动退出解码程序，本方法弥补了示波器不能对MVB/WTB帧数据解码的缺点。
文档编号H04L1/00GK102307078SQ201110241439
公开日2012年1月4日 申请日期2011年8月22日 优先权日2011年8月22日
发明者丁荣军, 冯江华, 吴赟, 邓珩, 陈高华, 高连升 申请人:株洲南车时代电气股份有限公司