智能終端軟硬件平臺設(shè)計(jì)
3.2 平臺開發(fā)包設(shè)計(jì)
軟件平臺開發(fā)包區(qū)別于傳統(tǒng)意義上的SDK(SofeWare Development Kit),從圖1中可以看出,它包括硬件操作開發(fā)包、通信開發(fā)包、存儲開發(fā)包、線程開發(fā)包等4種開發(fā)包,分別封裝了與底層相關(guān)的各種硬件驅(qū)動類庫,主要包括RTC,定時(shí)器,A/D,I2C,SPI,UART,USB,存儲以及抽象為數(shù)據(jù)庫封裝驅(qū)動庫、線程、消息驅(qū)動庫等,方便業(yè)務(wù)層對底層操作的使用。
3.3 業(yè)務(wù)平臺設(shè)計(jì)
業(yè)務(wù)平臺,顧名思義就是為業(yè)務(wù)服務(wù)的一個開發(fā)平臺,它把與業(yè)務(wù)相關(guān)的資源全部整合起來,形成了一個業(yè)務(wù)相關(guān)的功能模塊庫,類似于Delphi或者C#開發(fā)工具中自帶的控件庫,為終端軟件應(yīng)用的快速開發(fā)設(shè)計(jì)提供了可以直接調(diào)用的功能類庫,極大提高了軟件開發(fā)設(shè)計(jì)的效率和質(zhì)量。目前的業(yè)務(wù)平臺已經(jīng)集成了控制、狀態(tài)燈、遙信、存儲、數(shù)據(jù)流設(shè)備、顯示、按鍵、采集、事件、統(tǒng)計(jì)、對時(shí)、檔案等終端常用的功能模塊,在平臺應(yīng)用過程中,只需要將這些功能模塊通過做好的配置工具,進(jìn)行一定的組合設(shè)計(jì),即可快速開發(fā)出具備特定功能的終端產(chǎn)品,真正實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品模塊化、工程化的目的,極大提高了產(chǎn)品設(shè)計(jì)效率,減少了現(xiàn)場服務(wù)和維護(hù)工作。
4 終端平臺總體設(shè)計(jì)規(guī)劃
為了更好地說明終端平臺的構(gòu)成及功能實(shí)現(xiàn)過程,以下對平臺總體設(shè)計(jì)規(guī)劃做一簡要說明。
4.1 硬件平臺
(1)主CPU板部分是終端平臺產(chǎn)品的一個核心組成部分,該部分與底板、顯示板、上行通信模塊、載波通信或開入模塊一起構(gòu)成終端平臺產(chǎn)品,產(chǎn)品構(gòu)成如圖3所示。本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/148016.htm
(2)終端平臺產(chǎn)品包括:多功能表、GPRS多功能表、負(fù)控終端、配變終端、集中器以及其他智能終端。
(3)主板軟件按平臺化設(shè)計(jì):通過配置文件,可分別實(shí)現(xiàn)多功能表、GPRS多功能表、負(fù)控終端、配變終端、集中器和其他智能終端的主板軟件。
(4)主板通過TTL電平異步通信口(1#TTL通信口)獲取底板軟件版本、計(jì)量數(shù)據(jù)和測量數(shù)據(jù),并向底板計(jì)量CPU下發(fā)計(jì)量用參數(shù),從計(jì)量板獲取計(jì)量結(jié)果,產(chǎn)生各種實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù),將歷史數(shù)據(jù)保存起來。
(5)主板通過TTL電平異步通信口(2#TTL通信口)與顯示板交互軟件版本、顯示信息、按鍵信息、停電控制信息、紅外通信信息等,完成顯示、按鍵、控制、紅外等交互功能的實(shí)現(xiàn)。
(6)主板通過控制信號線獲取上行通信模塊硬件版本,對上行通信模塊進(jìn)行復(fù)位、停電控制;主板通過TTL電平異步通信口(3#TTL通信口)與上行通信模塊交流上行通信信息,完成終端與遠(yuǎn)方主站的通信,從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳、遠(yuǎn)程升級等功能。
(7)當(dāng)用于集中器主板時(shí),主板通過控制信號線獲取載波(或無線)通信模塊硬件版本,對載波(或無線)通信模塊進(jìn)行復(fù)位、停電控制;主板通過TTL電平異步通信口(4#TTL通信口)與載波(或無線)通信模塊交流下行通信信息,實(shí)現(xiàn)下行通信功能。
(8)當(dāng)用于GPRS多功能表、負(fù)控終端和配變終端主板時(shí),主板通過控制信號線獲取開入模塊的開關(guān)量信息,從而實(shí)現(xiàn)各種產(chǎn)品開入開出功能。
(9)當(dāng)用于GPRS多功能表、負(fù)控終端主板時(shí),1#、2#RS 485通信口為主方;當(dāng)用于多功能表主板時(shí),1#、2#RS 485通信口為從方;當(dāng)用于配變終端和集中器主板時(shí),2#RS 485通信口為主方,1#RS 485通信口可被設(shè)置為主方或從方(用于抄表口時(shí),設(shè)為主方;用于級聯(lián)
時(shí),作為主終端時(shí)設(shè)為主方,作為從終端時(shí)設(shè)為從方)。
(10)3#通信口為本地維護(hù)通信口,用于完成主板程序升級、整機(jī)功能測試。
(11)直流量采集用于測量溫度、壓力等非電氣量。
(12)開入口即可用于一般開關(guān)量采集,也可用于脈沖量采集。
4.2 軟件平臺
為了保證軟件平臺能對多套規(guī)約進(jìn)行兼容,同時(shí)把在規(guī)約修訂或者擴(kuò)展時(shí)對平臺的影響降到最小,在平臺設(shè)計(jì)時(shí),首先通過對各種現(xiàn)有規(guī)約(如05規(guī)約、376.1規(guī)約、62056協(xié)議、DL/T645規(guī)約等)進(jìn)行認(rèn)真地分析和研究,通過對各種數(shù)據(jù)種類、數(shù)據(jù)類型進(jìn)行高度的分離和抽象,通過在軟件處理時(shí)對數(shù)據(jù)存儲位置、存儲空間、存儲類型、規(guī)約相關(guān)數(shù)據(jù)等差異化因素的充分考慮,最終確定下來軟件開發(fā)平臺的定義、配置、管理、通信和存儲模式,為提升終端軟件平臺的靈活適應(yīng)能力打下了良好的基礎(chǔ)。
為了最終達(dá)到終端軟件不對規(guī)約和功能需求產(chǎn)生較大的依賴,軟件設(shè)計(jì)時(shí)將測量點(diǎn)、數(shù)據(jù)項(xiàng)和數(shù)據(jù)行為進(jìn)行關(guān)聯(lián)配置設(shè)計(jì),通過配置功能可對數(shù)據(jù)項(xiàng)和數(shù)據(jù)行為進(jìn)行拆分或者關(guān)聯(lián),從而保證了在不對軟件進(jìn)行修改的前提下,靈活改變軟件的功能及兼容不同的規(guī)約。具體實(shí)現(xiàn)思路如下:
(1)軟件平臺設(shè)計(jì)時(shí)盡量將終端作為采集裝置的角度進(jìn)行設(shè)計(jì),保證終端采集及傳輸?shù)目煽啃裕?br /> (2)終端只實(shí)現(xiàn)檔案管理、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲、上下行通信、數(shù)據(jù)基本解析、任務(wù)調(diào)度等功能;
(3)終端的所有數(shù)據(jù)項(xiàng)目(測量點(diǎn)、采集項(xiàng)目、采集間隔、測量點(diǎn)相關(guān)參數(shù)等)通過項(xiàng)目配置方案下發(fā)給終端來完成;
(4)項(xiàng)目配置方案包括測量點(diǎn)的編號、地址、使能標(biāo)志、上行規(guī)約編號、數(shù)據(jù)解析使能標(biāo)志、數(shù)據(jù)長度,下行規(guī)約編號、采集數(shù)據(jù)項(xiàng)目數(shù)量、數(shù)據(jù)項(xiàng)目標(biāo)示、通信端口號、波特率、啟動時(shí)間、采集頻率、存儲標(biāo)志等;
(5)終端數(shù)據(jù)存儲根據(jù)項(xiàng)目配置方案中數(shù)據(jù)項(xiàng)目標(biāo)示、存儲標(biāo)志進(jìn)行存儲,存儲內(nèi)容根據(jù)數(shù)據(jù)解析使能標(biāo)志、數(shù)據(jù)長度等項(xiàng)目內(nèi)容進(jìn)行分類,需要解析的直接存儲解析數(shù)據(jù),不需要解析的直接存儲返回?cái)?shù)據(jù)報(bào)文;
(6)數(shù)據(jù)的詳細(xì)解析功能及復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析等功能則全部交給主站軟件來協(xié)助完成;
(7)通過規(guī)范和擴(kuò)展上行規(guī)約來實(shí)現(xiàn)終端的功能配置。
5 結(jié)語
終端平臺是針對智能用電管理終端產(chǎn)品設(shè)計(jì)的嵌入式開發(fā)平臺,它采用AT91SAM9260作為核心處理器,Linux作為平臺操作系統(tǒng),SQLLI TE作為平臺應(yīng)用數(shù)據(jù)庫,可以支撐集中器、配變監(jiān)測管理終端、負(fù)控控制管理終端以及未來智能終端等一系列產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計(jì),對于提高新產(chǎn)品研發(fā)效率,降低研發(fā)難度,提高產(chǎn)品穩(wěn)定性,產(chǎn)品序列化、平臺化起到了良好的促進(jìn)作用。
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