多任務(wù)TDCS車站分機(jī)通信協(xié)議的設(shè)計

摘要：為了處理TDCS車站分機(jī)從鐵路局調(diào)度中心、車務(wù)終端和計算機(jī)聯(lián)鎖設(shè)備接收的各種信息，在此基于Windows操作系統(tǒng)設(shè)計了實時多任務(wù)程序。在多任務(wù)程序中，使用消息機(jī)制和消息緩沖區(qū)實現(xiàn)多線程之間的通信，使用信號量和互斥量實現(xiàn)多線程之間的同步；針對以太網(wǎng)通信任務(wù)和串口通信任務(wù)，建立了相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并設(shè)計了一個數(shù)據(jù)包分析算法來解析自定義協(xié)議。實踐證明，該設(shè)計具有響應(yīng)速度快、適應(yīng)性強的特點。
關(guān)鍵詞：TDCS；車站分機(jī)；多任務(wù)；通信協(xié)議

列車調(diào)度指揮系統(tǒng)(TDCS)是實現(xiàn)鐵路各級運輸調(diào)度對列車進(jìn)行透明指揮、實時調(diào)整、集中控制的現(xiàn)代化信息系統(tǒng)，它由鐵道部、鐵路局中心局域網(wǎng)及車站基層網(wǎng)組成。TDCS車站分機(jī)是車站基層網(wǎng)的設(shè)備，起到信息的采集、上傳及下發(fā)的作用，在整個系統(tǒng)中占有非常重要的地位。

1 功能分析
在車站分機(jī)系統(tǒng)中，車站分機(jī)軟件主要實現(xiàn)兩個方面的功能：
(1)接收鐵路局調(diào)度中心和車務(wù)終端的調(diào)度命令，經(jīng)過命令解析處理后，經(jīng)無線調(diào)度命令設(shè)備發(fā)送至列車執(zhí)行；
(2)接收計算機(jī)聯(lián)鎖設(shè)備、無線車次號設(shè)備、無線調(diào)度命令設(shè)備發(fā)送的狀態(tài)信息，經(jīng)過解析和重新封裝后，將狀態(tài)信息發(fā)送到鐵路局調(diào)度中心和車務(wù)終端。
由以上分析可知，系統(tǒng)主要有以下3個功能模塊：接收狀態(tài)模塊、接收命令模塊和數(shù)據(jù)處理模塊。其中，接收狀態(tài)模塊由RS 422串口通信方式實現(xiàn)；接收命令模塊由以太網(wǎng)通信方式實現(xiàn)；數(shù)據(jù)處理模塊主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的處理和發(fā)送。

2 多任務(wù)模型的創(chuàng)建
基于Windows操作系統(tǒng)，針對上述3個模塊，本文分別建立了3個任務(wù)：串口通信任務(wù)、以太網(wǎng)通信任務(wù)、數(shù)據(jù)處理任務(wù)。其中數(shù)據(jù)處理任務(wù)作為主線程，包含數(shù)據(jù)的接收與上傳，其處理過程如下：
(1)接收線程收到數(shù)據(jù)，放入緩沖區(qū)，并用PostMessage()向主線程發(fā)送消息，通知主線程有數(shù)據(jù)存入緩沖區(qū)；
(2)主線程使用ReadFile()函數(shù)讀取緩沖區(qū)數(shù)據(jù)；
(3)主線程判斷收到的數(shù)據(jù)是否有變化：若有變化，調(diào)用WriteFile()函數(shù)或SendData()函數(shù)發(fā)送消息，并將定時器清除；否則，繼續(xù)等待。數(shù)據(jù)處理任務(wù)的具體流程如圖1所示。

在該系統(tǒng)中，使用AfxBeginThread()函數(shù)創(chuàng)建以太網(wǎng)通信任務(wù)、串口通信任務(wù)和數(shù)據(jù)處理任務(wù)之后，用消息機(jī)制實現(xiàn)了多任務(wù)之間的通信，而用信號量、互斥等方式實現(xiàn)了線程之間全局變量和函數(shù)的同步。