基于現場(chǎng)總線(xiàn)的嵌入式遠程監控系統設計

0 引 言
當今，工業(yè)控制系統的網(wǎng)絡(luò )化、標準化一直是業(yè)界比較關(guān)注的課題，對于大型的工業(yè)現場(chǎng)，由于被控對象、測控裝置等設備的地域分散性，以及控制任務(wù)的實(shí)時(shí)性要求，大多數控制設備還停留在單點(diǎn)本地通信，其作用距離短，無(wú)法實(shí)現與企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò )的相互融合。隨著(zhù)計算機、網(wǎng)絡(luò )通信和Internet技術(shù)的飛速發(fā)展和不斷進(jìn)步，嵌入式系統在家庭和工業(yè)等多個(gè)領(lǐng)域得到越來(lái)越廣泛的應用，而如何將嵌入式系統和基于嵌入式的現場(chǎng)總線(xiàn)工業(yè)控制系統接入Internet，利用嵌入式系統作為中間件實(shí)現對FCS群控系統的遠程管理和控制，已成為人們越來(lái)越關(guān)注的研究課題。
基于Web的B／S模式的遠程監控技術(shù)具有非常重要的特點(diǎn)：即只要是有Internet接入的地方，用戶(hù)就可以通過(guò)Internet登錄服務(wù)器，對現場(chǎng)設備群進(jìn)行遠程監控和管理。這里從監控設備的網(wǎng)絡(luò )化出發(fā)，利用現場(chǎng)總線(xiàn)、嵌入式系統和Internet技術(shù)的優(yōu)勢，設計一種基于B／S模式、具有高可靠性和高安全性的嵌入式遠程監控系統架構。

l 嵌入式系統與現場(chǎng)總線(xiàn)
1．1 嵌入式系統
嵌入式系統是以應用為中心，以計算機技術(shù)為基礎，并且軟硬件可裁剪，適用于對功能、可靠性、成本、體積、功耗有嚴格要求的專(zhuān)用計算機系統。一般，嵌入式系統由處理器、存儲器、輸入／輸出設備和軟件(包括操作系統和應用程序)4部分組成。由于Internet技術(shù)的滲透，嵌入式系統正變得越來(lái)越智能化并具有越來(lái)越多的網(wǎng)絡(luò )友好特性。Internet技術(shù)的飛速發(fā)展，給嵌入式系統進(jìn)入工業(yè)控制提供了絕佳的途徑。在現場(chǎng)儀表和工業(yè)設備層之間應用嵌入式技術(shù)是工業(yè)監控系統的發(fā)展趨勢，而把嵌入式技術(shù)和Internet技術(shù)結合起來(lái)用于現場(chǎng)測控系統中，使得整個(gè)工控網(wǎng)絡(luò )易于和信息網(wǎng)絡(luò )實(shí)現無(wú)縫連接。
1．2 現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)
現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)是將專(zhuān)用微處理器置入傳統的測量控制儀表，使之數字化、智能化，采用可進(jìn)行簡(jiǎn)單連接的雙絞線(xiàn)等介質(zhì)將位于現場(chǎng)的各種智能設備及各種控制設備連接成網(wǎng)絡(luò )系統，并按公開(kāi)、規范的通信協(xié)議進(jìn)行數據傳輸與信息交換。它突破了DCS相對封閉的限制，將測控任務(wù)分散到現場(chǎng)設備中，上位計算機只負責監控以及一些復雜的優(yōu)化和先進(jìn)控制的功能。它依靠具有數據采集、運算、控制、通信能力的微處理芯片，通過(guò)現場(chǎng)數字化儀表對工業(yè)生產(chǎn)裝置實(shí)現徹底的分散控制。它以現場(chǎng)分散的測量點(diǎn)，控制儀表的單個(gè)點(diǎn)作為網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)，將這些點(diǎn)以總線(xiàn)形式連接起來(lái)，形成現場(chǎng)總線(xiàn)控制系統。