基于μC／OS―II操作系統的數據采集控制系統

3 軟件設計
3．1 核心模塊軟件設計
μC／OS―II是個(gè)實(shí)時(shí)操作系統。它是一個(gè)完整、可移植、可固化及可剪裁的搶占式多任務(wù)內櫳適合小型控制系統具有執行效率高、占用空間小等特點(diǎn)。μC／OS-II系統內核的核心是任務(wù)調度機制。μC／OS-II下每個(gè)任務(wù)可以有休眠、就緒、運行以及中斷等狀態(tài)。μC／OS-II提供的任務(wù)間的通信力式有很多，如信號量、消息郵箱、消息隊列和事件標志組等。
核心模塊內嵌μC／OS―II實(shí)時(shí)操作系統，根據數據采集控制系統所需要完成的功能和需求，將系統劃分為5個(gè)任務(wù)：數據采集控制任務(wù)，數據存儲任務(wù)，遠程網(wǎng)絡(luò )訪(fǎng)問(wèn)任務(wù)，用戶(hù)界面任務(wù)以及用戶(hù)應用程序任務(wù)。為了保證系統的實(shí)時(shí)性，必須合理的設定任務(wù)的優(yōu)先級。為了簡(jiǎn)化設計，對于運行任務(wù)較少的數控系統可以采用靜態(tài)任務(wù)優(yōu)先級分配。根據任務(wù)對響應時(shí)間的敏感程度及重要性，任務(wù)的優(yōu)先級次序如下：
用戶(hù)應用程序>數據采集控制任務(wù)>用戶(hù)界面任務(wù)>數據存儲任務(wù)>遠程網(wǎng)絡(luò )訪(fǎng)問(wèn)任務(wù)，每個(gè)任務(wù)實(shí)現一種相對獨立的功能，系統任務(wù)流程圖如圖4所示。

數據采集控制任務(wù)主要完成數據的采集和對開(kāi)關(guān)量的控制。核心模塊作為主機，采集控制模塊作為從機。主機通過(guò)論詢(xún)的方式，每隔1秒向從機依次發(fā)送Modbus讀寄存器命令幀。從機收到命令后，向主機返回采集到的數據。當程序控制邏輯或用戶(hù)通過(guò)觸摸屏需要開(kāi)關(guān)量動(dòng)作時(shí)，主機向從機發(fā)送寫(xiě)寄存器命令幀，相應的從機響應并打開(kāi)或關(guān)閉電磁閥。
數據存儲任務(wù)主要完成對采集到的數據的存儲。當數據采集控制任務(wù)完成一次數據采集任務(wù)之后，數據存儲任務(wù)會(huì )在電子盤(pán)上建立txt文件，并將數據存儲到文件中。當數據存儲任務(wù)檢測到有U盤(pán)插入時(shí)，會(huì )將電子盤(pán)上的txt文件轉存到U盤(pán)，并刪除電子盤(pán)上的原文件。
遠程網(wǎng)絡(luò )訪(fǎng)問(wèn)任務(wù)主要實(shí)現用戶(hù)通過(guò)網(wǎng)頁(yè)瀏覽器實(shí)現對數據的查看和對開(kāi)關(guān)的控制。遠程網(wǎng)絡(luò )訪(fǎng)問(wèn)任務(wù)一直監控有沒(méi)有HTTP請求，當有HTTP請求時(shí)任務(wù)會(huì )將數據以HTTP協(xié)議發(fā)送給瀏覽器客戶(hù)端。用戶(hù)對控制模塊的遠程控制是通過(guò)提交表單的形式來(lái)實(shí)現的。
用戶(hù)界面任務(wù)主要完成用戶(hù)與系統的交互。通過(guò)大屏幕彩色液晶實(shí)時(shí)顯示采集到的數據，并且可以顯示數據的實(shí)時(shí)曲線(xiàn)。用戶(hù)以通過(guò)觸摸屏可以對系統進(jìn)行設置和控制。
用戶(hù)應用程序任務(wù)主要是根據實(shí)際系統的要求，提取和處理有用的數據完成一些邏輯控制功能。