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可重構設計的測控站監(jiān)控系統(tǒng)研究與實現(xiàn)

作者: 時間:2011-11-22 來源:網(wǎng)絡 收藏
N: 0px 0px 20px; COLOR: rgb(0,0,0); TEXT-INDENT: 2em; LINE-HEIGHT: 24px; PADDING-TOP: 0px">  具體來說,系統(tǒng)采用了分布化的硬件拓撲結構和可配置控件。

  硬件拓撲結構分布化是采用若干個智能的數(shù)據(jù)接口單元(DIU,data interface unit),能夠完成與多個不同數(shù)據(jù)接口設備的信息交換功能。智能的數(shù)據(jù)接口單元可以實現(xiàn)與具有串口(包括RS-232A、RS-422、RS- 485)、數(shù)字量接口、繼電器接口的測控設備連接,并將采集到的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡接口發(fā)送至數(shù)據(jù)處理計算機,同時將的控制指令發(fā)送至測控設備。

  軟件設計上引入可配置的控件概念,可將不同的測控設備抽象為不同類別的設備控件,通過接口配置軟件建立配置數(shù)據(jù)庫,并對硬件設備通信鏈路和通信協(xié)議進行配置,利用圖形制作軟件繪制系統(tǒng)顯示圖形和參數(shù)表格,通過修改系統(tǒng)配置和顯示配置完成對新增加測控設備的支持。

  在可重構中,各個測控設備如高功放(HPA)、上變頻器(CU)、場放(LNA)等都就近與智能的數(shù)據(jù)接口單元連接,或通過網(wǎng)絡直接與數(shù)據(jù)處理計算機連接。每個智能的數(shù)據(jù)接口單元可以管理具有串口接口的8路測控設備、8路數(shù)字量接口測控設備、4路繼電器接口的開關設備等。  可重構的實現(xiàn)

  在可重構監(jiān)控系統(tǒng)中,實現(xiàn)硬件可重構的關鍵是設計具有智能管理和控制功能的數(shù)據(jù)接口單元DIU,它可以適應具有不同物理接口的測控設備,可以就近管理和控制測控設備,并將所有測控設備的信息轉換為網(wǎng)絡接口,轉發(fā)至數(shù)據(jù)處理計算機。

  1 數(shù)據(jù)接口單元DIU

  為了保證系統(tǒng)的運行穩(wěn)定、可靠和配置靈活,以適應不同的應用需求,采用主流工業(yè)控制產(chǎn)品 PC104模塊進行二次開發(fā)。

 ?、?數(shù)據(jù)接口單元實現(xiàn)的功能

  ● 提供8路全雙工通信的串行口,物理接口可以根據(jù)實際系統(tǒng)需要設置為RS-232C/RS-485/RS-422A,靈活適應受控設備的信息接口。

  ● 提供8路光電隔離的數(shù)字量輸入和8路繼電器輸出接口。

  ● 提供1路10/100M自適應以太網(wǎng)數(shù)據(jù)接口,接口為RJ-45。

  ● 通過網(wǎng)絡自動轉發(fā)將受控設備的信息發(fā)至MCS操作計算機。

  ● 接收來自監(jiān)控計算機的控制信息,自動轉發(fā)至指定的受控設備。

  ● 通過監(jiān)控計算機可以對DIU進行運行參數(shù)配置,包括通信速率、DIU工作方式等。

  ● MCS操作計算機可以查詢DIU的運行狀態(tài)信息。

  ② 數(shù)據(jù)接口單元的實現(xiàn)

  硬件設計采用適應工業(yè)控制環(huán)境的PC104 586工業(yè)控制機和接口模塊。

  CPU:300MHz主頻;32MB DRAM內存;16個中斷;2個RS-232C標準串行口;10M/100M BASE-T標準網(wǎng)絡接口;支持鼠標/鍵盤/軟驅/IDE硬盤接口,支持IDE Flash電子盤。

  通信卡:支持8通道RS-232C/RS-422A/RS-485標準串行通信,每一通道均可單獨設置。每個通道最高支持115.2KB/s的通信速率。

  數(shù)據(jù)采集卡:支持8通道光電隔離DI,8通道繼電器輸出。每一路輸入均可支持DC或AC輸入,輸入均支持SPDT模式,具有三種狀態(tài):公共端、常開、常閉,轉換速率為5ms。

  ③ 嵌入式軟件設計

  數(shù)據(jù)接口單元的軟件設計采用嵌入式系統(tǒng)設計,我們選用Linux作為開發(fā)平臺,需要完成的工作有:

  ● 通過宿主機對Linux進行合理的裁剪。由于嵌入式系統(tǒng)的容量有限,必須將龐大的Linux進行剪裁,適應嵌入式的應用。

  ● 實現(xiàn)Linux對電子盤DOC2000的驅動。

  ● 設計對擴展的8路串口通信卡的驅動程序。

  ● 設計數(shù)字I/O卡的Linux系統(tǒng)驅動程序。

  ● 根據(jù)數(shù)據(jù)接口單元實現(xiàn)的功能,設計數(shù)據(jù)處理的應用程序。

  ● 將穩(wěn)定的Linux映像燒寫到電子盤DOC2000里面。

  數(shù)據(jù)接口單元設計完成后,則作為沒有輸入、輸出外設的智能管理設備,管理和控制所屬的測控設備。

  2 可配



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