引言
随着各个企业安全意识的增强以及现代化管理水平的提高,对分布式环境的远程测控在工业控制系统中得到了越来越广泛的应用。传统的监测系统多为远程监控主机通过传输网络与代理服务器进行数据交互www.cechina.cn,此种方式需要额外的数据采集和控制设备负责现场设备的数据采集以及把采集到的实时数据发送给代理服务器,适应性较差,内部网数据传输速率不高CONTROL ENGINEERING China版权所有,影响远程监控的实时性,而且当代理服务器出现故障时,远程监控主机将对所有的现场设备失去监视和控制控制工程网版权所有,可靠度不高。因此,笔作提出了一种基于嵌人式技术的远程集中测控系统,它将嵌人式技术、无线通信技术和自动控制技术有机地结合起来,采用嵌人式硬件平台和无线通信模块,不需要额外的数据采集和控制设备。该系统实时性强、可靠性高、结构小巧、开发费用低廉,更适用于现代工业测控系统川。
1、系统总体设计方案
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图1 嵌入式远程集中刚控系统实现方案
本方案中,服务器采用嵌人式硬件平台,基于uClinux操作系统系统,建立嵌人式Web服务器和分布式现场的测控应用程序。测控应用程序通过驱动无线模块,以主动轮询方式实现嵌人式平台与和分布式测控设备之间的通信。现场测控模块负责对测控应用程序发出命令进行响应,以完成分布式现场的数据采集和控制动作执行。
通过公共网关接口CGI ( Common Gateway Interface)实现嵌人式Web服务器和分布式现场的测控应用程序接口。CGI可以使编写的程序处理WWW上客户端送来的表单和数据,并对此做出响应,可使编写的程序和Web服务器间的接口标准化。
嵌人式服务器正常工作往往要引人文件系统,uClinux操作系统提供了很好的文件系统;同时利用uClinux操作系统自身所带的TCP/IP ( Transport Control Protocol/Internet Protocol)协议栈控制工程网版权所有,只要在应用层上利用操作系统提供的网络API ( Application Programming Interface)编写服务器端程序即可,大大节省了开发时间。
2、系统硬件设计
对于一个嵌入式系统而言,硬件系统设计相当重要,一方面要考虑所选择的器件是否适合应用要求,硬件资源是否足够用来编程调试并保证系统性能优良;另一方面硬件资源要在满足系统需求前提下尽可能降低成本。综合考虑以上因素,设计本系统中的嵌人式服务器平台结构框图如图a所示。基于S3 C4510B核心芯片扩展了必要的Flash , SDRAM ( Synchronous Dynamic Random Access Memory)以及网络接口和无线通信接日模块。
网络传输接口由以太网物理层接口器DM9161、网络隔离变压器FC一巧岱和RJ45接口组成。本系统没有单独使用以太网控制器,因为S3C4510B内嵌一个以太网控制器支持媒体独立接口(MII:Media Independent Interface)和带缓冲DMA接口(BDI:Buffered DMA Interface),可在半双工或全双工模式下提供10 /100 Mbit/s的以太