基于PROFIBUS-DPFCS診斷軟件

　　2.4關(guān)鍵技術(shù)

　　該軟件主要是實(shí)現對PROFIBUS報文進(jìn)行提取，實(shí)現在線(xiàn)采集PROFIBUS-DP報文數據，從數據鏈路層角度對各種報文進(jìn)行分析，完成各種類(lèi)型報文的顯示，完成對報文種類(lèi)、服務(wù)類(lèi)型、地址、數據長(cháng)度及數據單元等信息的提取顯示，并對診斷報文、參數化報文及組態(tài)報文等的數據單元進(jìn)行詳細的分析，得出總線(xiàn)性能的各種參數及故障原因，將分析過(guò)的數據存儲進(jìn)數據庫，存入臨時(shí)緩沖區，根據需要將分析過(guò)的報文信息存入數據庫，實(shí)現歷史查詢(xún)。

　　如何實(shí)現報文幀的提取是本軟件設計的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。由于PROFIBUS報文格式有很多種，而且包括數據長(cháng)度不固定的可變報文。雖然各種報文都具有固定的報頭、報尾，但是存在的問(wèn)題是報頭報尾并不是特定的字符，有可能和報文中數據單元內容一樣，所以這里利用報頭報尾進(jìn)行報文的提取是不可行的。作者在這里利用各種報文幀前的同步字符進(jìn)行報文提取，也就是說(shuō)，在每個(gè)完整報文幀傳輸之前，其前面都有一個(gè)不小于33bit的同步時(shí)間，在報文幀中間是沒(méi)有任何間隔的，利用這一同步時(shí)間，在VC++中利用超時(shí)函數，對報文幀進(jìn)行了完整地提取。

　　另外，由于通信數據量很大，速度較快，這里采用了WINDOWS多線(xiàn)程技術(shù)。一個(gè)線(xiàn)程為監視線(xiàn)程，監視串口通訊，一個(gè)為數據處理主線(xiàn)程，另外一個(gè)為定時(shí)刷新數據庫線(xiàn)程。當監視線(xiàn)程監視到串口中有數據到達時(shí)，就觸發(fā)一個(gè)消息通知數據處理主線(xiàn)程，數據處理主線(xiàn)程就去串口緩沖區中取出數據，并進(jìn)行數據處理。定時(shí)器線(xiàn)程定時(shí)刷新數據庫顯示，以實(shí)現實(shí)時(shí)顯示功能。

　　作者在程序編寫(xiě)的過(guò)程中，出現數據庫不能實(shí)時(shí)刷新的情況，后來(lái)發(fā)現問(wèn)題出在WINDOWS的WM_TIMER定時(shí)器上，由于該定時(shí)器消息優(yōu)先級較低，可能造成WM_TIMER消息的丟失，所以不能實(shí)現數據庫的實(shí)時(shí)刷新。解決的方法是采用WINDOWS的多媒體定時(shí)器。在使用多媒體定時(shí)器的過(guò)程中，定時(shí)間隔的選取又是一個(gè)關(guān)鍵的問(wèn)題，定時(shí)間隔選取太小，將會(huì )耗費大量的CPU內存，造成系統“死機”, 定時(shí)間隔選取太大，又不能完成“實(shí)時(shí)”顯示功能。這里又涉及到PROFIBUS總線(xiàn)信息循環(huán)時(shí)間的問(wèn)題，總線(xiàn)信息循環(huán)時(shí)間與總線(xiàn)傳輸的波特率、從站的數量、I/O數據的數量、從站需要的延遲時(shí)間以及主站的空閑時(shí)間等有關(guān)。作者通過(guò)了大量的計算和多次實(shí)驗調試，尋找到一個(gè)合適的定時(shí)器間隔。

　　2.5顯示界面

　　該PROFIBUS-DP報文分析軟件的程序界面包括主界面、串口配置界面、報文過(guò)濾界面、報文查詢(xún)界面、數據庫存儲界面以及歷史查詢(xún)界面等。

　　PROFIBUS-DP分析診斷軟件的運行主界面如圖6，窗口左上部分“當前profibus報文”組框內存放最近采集到的PROFIBUS- DP報文信息，并可通過(guò)工具欄上的記錄移動(dòng)按鈕滾動(dòng)察看記錄；右上方“信息面板”是用來(lái)顯示所有查看報文的詳細信息。窗口下半部分以網(wǎng)格形式顯示 PROFIBUS-DP歷史信息。

　　若需要打開(kāi)串口，開(kāi)始接收PROFIBUS報文信息，則可選擇“命令”菜單下的“開(kāi)始接收”項；若需停止接收PROFIBUS報文信息，則可選擇“命令”菜單下的“停止接收”項；若需要配置串口參數，則可選擇“命令”菜單下的“串口配置”項，此時(shí)將彈出“串口配置對話(huà)框”，若需清除當前所有記錄，可選擇“記錄”菜單下的“清除所有記錄項”命令，如果需要分類(lèi)查看各種報文，可以選擇“查看”命令菜單下的“報文查詢(xún)”，此時(shí)將彈出“報文查詢(xún)對話(huà)框”，可根據需要進(jìn)行報文分類(lèi)查看。

圖6 軟件運行主界面

　　該軟件經(jīng)過(guò)作者在PROFIBUS網(wǎng)絡(luò )實(shí)驗系統上的反復運行調試，結果表明該軟件能夠實(shí)現對幾種PROFIBUS報文進(jìn)行分析，能夠完成采集、顯示、分析、存儲和查詢(xún)等功能，為以后的研究開(kāi)發(fā)奠定了基礎，同時(shí)具有一定的實(shí)用價(jià)值。