基于MCF52233的通用遠程測控系統平臺的研究

1.2 通用模型特點(diǎn)分析
　完整的測控系統包括硬件和軟件兩部分。建立測控系統通用模型就是分別為軟、硬件建立相應的通用模型。硬件模型體現在測控終端控制器的硬件設計上；軟件模型根據所選擇的體系結構不同而有所差別。但不論是哪一種體系結構，對軟件的設計都是建立在硬件的基礎之上，所以整個(gè)通用模型的建立首先且關(guān)鍵是對硬件通用模型的建立。
1.2.1 遠程測控系統的硬件模型
　 遠程測控系統的測量與控制在硬件上主要體現在位于現場(chǎng)的網(wǎng)絡(luò )化測控終端對外界數據的采集以及控制量的輸出，其中數據采集部分通常包括模擬量輸入模塊和開(kāi)關(guān)量輸入模塊；控制輸出部分通常包括模擬量輸出模塊和開(kāi)關(guān)量輸出模塊。因此，通用模型的建立主要體現在對這四種輸入輸出模塊的設計上。
本文通過(guò)提供業(yè)內比較通用的信號類(lèi)型來(lái)達到通用的目的。對于使用這些信號接口的測控設備，可直接互連；對于使用其他信號接口的測控設備，只需要增加相應的信號轉換電路即可互連。通過(guò)對多個(gè)具體測控系統的分析，采用了如下的硬件設計方案：
(1)模擬量輸入接口，提供8路模擬量輸入通道；考慮到市場(chǎng)上大多數傳感器或變送器都提供0~5 V電壓信號輸出，另一方面由于A(yíng)/D轉換器通常以0~5 V電壓信號輸入，因此本文將模擬量輸入接口設計為可直接處理0~5 V電壓信號。另外為了便于給傳感器或外接的轉換電路供電，提供5 V和12 V電源接口。
(2)開(kāi)關(guān)量輸入接口，提供8路開(kāi)關(guān)量輸入通道，可直接處理12 V開(kāi)關(guān)信號。對于其他類(lèi)型的開(kāi)關(guān)信號，需要外接轉換電路。
(3)模擬量輸出接口，提供8路模擬量輸出通道，提供0~12 V電壓信號輸出，對于其他類(lèi)型的模擬信號，需要外接相應的驅動(dòng)電路。
(4)開(kāi)關(guān)量輸出接口，提供8路開(kāi)關(guān)量輸出通道；可直接輸出12 V電壓信號，也可通過(guò)更換繼電器實(shí)現對其他電壓信號的輸出。
(5)通信接口，采用以太網(wǎng)作為傳輸媒介，與遠程主機進(jìn)行信息交互，從而實(shí)現遠程測控功能；對于其他通信接口，由其他輔助模塊決定。
(6)提供良好的人機交互接口?，F場(chǎng)信息采用液晶顯示；對受控設備的現場(chǎng)手動(dòng)干預采用SDF-1通用型手持編程器實(shí)現，以避免為所有的輸出接口配備相應的控制按鈕。
(7)在進(jìn)行具體的硬件設計時(shí)，融入硬件構件的設計思想，將各個(gè)硬件模塊進(jìn)行獨立的封裝，以提高硬件的可重用性[3]。
根據以上方案所設計的硬件模型如圖2所示。

1.2.2 遠程測控系統的軟件模型
　采用何種網(wǎng)絡(luò )體系結構是開(kāi)發(fā)網(wǎng)絡(luò )軟件時(shí)首當其沖考慮的問(wèn)題。究竟是采用C/S模式還是B/S模式，或是兩者兼有的混合模式，這就需要分析它們各自的特點(diǎn)，揚長(cháng)避短，這樣才能設計出最合適的網(wǎng)絡(luò )結構。為了實(shí)現實(shí)時(shí)方便地訪(fǎng)問(wèn)任一臺終端控制器，查看當前的監控信息，本文將終端控制器設計為一個(gè)嵌入式Web服務(wù)器。但是由于嵌入式系統資源很有限，無(wú)法實(shí)現對長(cháng)時(shí)間歷史記錄的保存，因此必須借助于上位機的存儲能力，將所有的歷史記錄轉移到監控上位機保存。另一方面，B/S結構采用瀏覽器訪(fǎng)問(wèn)時(shí)，每次只能查看單個(gè)控制器的現場(chǎng)信息，無(wú)法實(shí)現集中監控和管理功能，而C/S結構的客戶(hù)端軟件可以很好地解決這個(gè)問(wèn)題。因此，本文采用B/S與C/S相結合的體系結構，對于瀏覽器客戶(hù)端采用HTTP協(xié)議與測控終端交互；對于監控平臺軟件客戶(hù)端采用UDP協(xié)議進(jìn)行通信。