方便、舒适、高效、安全，以及环保节能等作为人们对自身生活和工作场所的基本要求由来已久。自上世纪90年代以来，随着数字通信技术和信息技术的飞速发展控制工程网版权所有，基于网络的智能化建筑和住宅是该领域的一个主要发展方向。

    现介绍其中一种利用ARM技术、嵌入式实时内核和TCP协议设计的现场数据采集器。

     1 现场数据采集器的基本功能
    “一线通”系统的基本架构如图1所示，3台管理计算机互为冗余。

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    系统是面向设备管理的，基本功能可归结为三点，即“监”、“控’’和“报警”。“监”是指管理机查询设备的状态；控，是管理者通过监控界面操纵现场设备；“报警”是当设备运行状态超越报警限时CONTROL ENGINEERING China版权所有，及时向管理机报告。管理机监控界面采用组态王6.5通用组态软件

    “一线通”系统将监测与报警合并。在现场，设备的DEC控制器和智能仪表通过485总线连接到数据采集器，在整理设备状态数据的基础上，根据状态的变化CONTROL ENGINEERING China版权所有，由采集器向管理机发送设备最新变化状态。彻底避免了无谓的查询控制工程网版权所有，减轻了网络的通信负荷。这就是数据采集器的由来。

    现场数据采集器的基本功能要求分为两个方面。首先，要定期采集各DDC控制器(以下称子站)和智能仪表中的状态数据，并将状态变化信息发送到管理机。其次，也要传递管理机对设备的控制命令。

     2 现场数据采集器的设计实现
    设计采用了EasyARM2200开发板，CPU是Philips公司的32位嵌入式处理器LPC2210(ARM7TDMI-S核)。开发板基本结构如图2所示[1]。CPU采用11.059 2 MHz晶振，通过片内锁相环和外设分频器，分别获得44 MHz系统时钟和11 MHz外设时钟频率。串行通信波特率为19 200 bps。
    采集器用C语言编制实现。设计大致分四步进行。
 

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     (1) 协议设计
    在“一线通”系统中，设备以采集器号、子站号和设备号惟一确定。管理机用采集器号区别局域网上的采集器。采集器用子站号标识总线上的DDC控制器。同一子站下可能有不止一个设备，相互以设备号区分。

    所有的状态和控制数据都以设备为单位进行组织。通过工程项目的配置文件，系统中确定的设备与具体设备类型联系起来。采集器中设备状态数据块格式定义为
    

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    设备状态数据和控制数据格式由设备类型数据协议规定。
    采集器与子站的串行通信数据帧基本格式为

STX 协议数据 ETX 校验和
    所有协议数据传输字节加ETX生成校验和。由16个ASCII字符O～9、A～B作为传输字节对协议数据和校验和进行编码控制工程网版权所有，传输字节的最高位用作奇偶校验位。
    通信采用主从方式，由采集器向子站写控制数据。写命令帧协议数据为

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其中Write为写命令字节。设备控制数据块可任意组合到写命令帧中。
    读设备数据时，采集器先发读子站命令，并等待应答。相应子站在收到读命令后，还以应答帧。读命令帧协议数据为
 
其中Read为读命令字节。子站应答帧协议数据为

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    采集器与管理机的通信应用层用户数据报基本格式为

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设备状态数据块或控制数据块可任意组合到用户数据域中。标志字符指明用户数据的类型。例如，是采集器向管理机发送的设备状态数据块组合，还是管理机向采集器发送的设备控制数据块组合。

     (2)数据结构
    采集器中，为设备控制数据块设置从网口到串口的队列。设备状态数据块须定期地从各子站中读取并刷新存储，变化的状态须向管理机发送。为此，设置子