基于現場(chǎng)總線(xiàn)的嵌入式遠程監控系統設計

2 系統結構簡(jiǎn)介
2．1 系統設計方案
系統的整個(gè)結構框圖如圖1所示。在生產(chǎn)車(chē)間將整個(gè)設備通過(guò)FCS系統連接組網(wǎng)，形成統一的設備層，其組網(wǎng)方式是RS 485工業(yè)總線(xiàn)。中間件為嵌入式系統，通過(guò)驅動(dòng)ARM板上的RS 485接口，實(shí)現與下層設備的相互通信。同時(shí)，在嵌入式系統中嵌入小型Web服務(wù)器用以實(shí)現對下層數據的接收與讀取。
系統的上層設計了可以與Internet直接相連的網(wǎng)絡(luò )接口，能夠將系統直接掛接入Internet信息網(wǎng)。只要給嵌入式操作系統分配一個(gè)IP地址，不用為每個(gè)生產(chǎn)設備在接入網(wǎng)絡(luò )之后都分配一個(gè)IP地址，整個(gè)底層設備統一由CGI編程采用自己設定的地址識別各個(gè)硬件設備，這樣就大大節約了IP地址的使用。
遠程客戶(hù)端，只要能夠上網(wǎng)，就可以授權用戶(hù)通過(guò)IP地址登錄到該系統，監控整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程和設備的相關(guān)信息。同時(shí)該系統還提供了一個(gè)接口，用以生產(chǎn)現場(chǎng)的監控，可讓一線(xiàn)員工在現場(chǎng)直觀(guān)地了解和記錄有關(guān)的生產(chǎn)信息。

2．2 系統方案分析
該方案的遠程監控系統結構是采用B／S模式，相對于傳統的C／S模式結構而言，三層的B／S體系結構是把原來(lái)在客戶(hù)機一側的應用程序模塊與顯示功能分開(kāi)，將它放到Web服務(wù)器上單獨組成一層，客戶(hù)機上只需通過(guò)單一的瀏覽器，這樣就可以把負荷均衡的分配給Web服務(wù)器，客戶(hù)機上的壓力大大減輕。B／S結構主要是利用不斷成熟的Web瀏覽器技術(shù)，結合瀏覽器的多種編程語(yǔ)言和Web技術(shù)，用通用的瀏覽器就實(shí)現了原來(lái)需要復雜專(zhuān)用軟件才能實(shí)現的強大功能，并節約了開(kāi)發(fā)成本。
整個(gè)系統是在嵌入式系統中移植入實(shí)時(shí)的嵌入式Linux操作系統，并安裝了Web服務(wù)器，充當中間件的功能。底層控制網(wǎng)絡(luò )通過(guò)RS 485總線(xiàn)組網(wǎng)后，以RS 485總線(xiàn)接入系統的硬件端，將所采集的數據和相關(guān)信息放入到Linux Web服務(wù)器中，使得嵌入式設備與底層設備能互相通信。由于在一些環(huán)境惡劣的工業(yè)生產(chǎn)現場(chǎng)，并不適合用PC機作服務(wù)器，采用ARM等系列嵌入式系統具有功耗低，穩定性好，可靠性高等特點(diǎn)。

3 系統的硬件平臺
該系統對車(chē)間浸油罐進(jìn)行數據采集和遠程監控，所選擇的嵌入式微處理器必須能夠在所生產(chǎn)的環(huán)境中進(jìn)行可靠的工作。這里所討論的嵌入式遠程監控系統所選擇的CPU是S3C2410處理器。S3C2410是韓國Sa―mstmg公司出產(chǎn)的一款基于ARM920T內核的16／32位RISC嵌入式微處理器，主要面向高性?xún)r(jià)比、低功耗的手持式設備的應用。其整個(gè)硬件框圖如圖2所示。

其中的核心模塊包括CS8900，RS 485總線(xiàn)接口，FLASH SDRAM，復位和時(shí)鐘電路等；主要功能是工業(yè)現場(chǎng)信息采集和與遠程客戶(hù)機的通信。由于Linux操作系統中直接包含有TCP／IP等各個(gè)網(wǎng)絡(luò )協(xié)議，因此直接在平臺上進(jìn)行Linux操作系統的移植，就免去了開(kāi)發(fā)網(wǎng)絡(luò )協(xié)議的難度。系統提供了一個(gè)RJ45以太網(wǎng)接口，直接可以與Internet進(jìn)行通信。該系統重點(diǎn)用以解決與Internet的通信問(wèn)題和信息發(fā)布問(wèn)題。