可重構設計的測控站監控系統研究與實(shí)現

　　硬件拓撲結構分布化是采用若干個(gè)智能的數據接口單元（DIU，data interface unit），能夠完成與多個(gè)不同數據接口設備的信息交換功能。智能的數據接口單元可以實(shí)現與具有串口（包括RS-232A、RS-422、RS- 485）、數字量接口、繼電器接口的測控設備連接，并將采集到的數據通過(guò)網(wǎng)絡(luò )接口發(fā)送至數據處理計算機，同時(shí)將監控系統的控制指令發(fā)送至測控設備。

　　軟件設計上引入可配置的控件概念，可將不同的測控設備抽象為不同類(lèi)別的設備控件，通過(guò)接口配置軟件建立配置數據庫，并對測控站硬件設備通信鏈路和通信協(xié)議進(jìn)行配置，利用圖形制作軟件繪制系統顯示圖形和參數表格，通過(guò)修改系統配置和顯示配置完成對新增加測控設備的支持。

　　在可重構監控系統中，各個(gè)測控設備如高功放(HPA)、上變頻器(CU)、場(chǎng)放(LNA)等都就近與智能的數據接口單元連接，或通過(guò)網(wǎng)絡(luò )直接與數據處理計算機連接。每個(gè)智能的數據接口單元可以管理具有串口接口的8路測控設備、8路數字量接口測控設備、4路繼電器接口的開(kāi)關(guān)設備等。　　可重構監控系統的實(shí)現

　　在可重構監控系統中，實(shí)現硬件可重構的關(guān)鍵是設計具有智能管理和控制功能的數據接口單元DIU，它可以適應具有不同物理接口的測控設備，可以就近管理和控制測控設備，并將所有測控設備的信息轉換為網(wǎng)絡(luò )接口，轉發(fā)至數據處理計算機。

　　1 數據接口單元DIU

　　為了保證系統的運行穩定、可靠和配置靈活，以適應不同的應用需求，采用主流工業(yè)控制產(chǎn)品 PC104模塊進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。

　?、?數據接口單元實(shí)現的功能

　　● 提供8路全雙工通信的串行口，物理接口可以根據實(shí)際系統需要設置為RS-232C/RS-485/RS-422A，靈活適應受控設備的信息接口。

　　● 提供8路光電隔離的數字量輸入和8路繼電器輸出接口。

　　● 提供1路10/100M自適應以太網(wǎng)數據接口，接口為RJ-45。

　　● 通過(guò)網(wǎng)絡(luò )自動(dòng)轉發(fā)將受控設備的信息發(fā)至MCS操作計算機。

　　● 接收來(lái)自監控計算機的控制信息，自動(dòng)轉發(fā)至指定的受控設備。

　　● 通過(guò)監控計算機可以對DIU進(jìn)行運行參數配置，包括通信速率、DIU工作方式等。

　　● MCS操作計算機可以查詢(xún)DIU的運行狀態(tài)信息。

　　② 數據接口單元的實(shí)現

　　硬件設計采用適應工業(yè)控制環(huán)境的PC104 586工業(yè)控制機和接口模塊。

　　CPU：300MHz主頻；32MB DRAM內存；16個(gè)中斷；2個(gè)RS-232C標準串行口；10M/100M BASE-T標準網(wǎng)絡(luò )接口；支持鼠標/鍵盤(pán)/軟驅/IDE硬盤(pán)接口，支持IDE Flash電子盤(pán)。

　　通信卡：支持8通道RS-232C/RS-422A/RS-485標準串行通信，每一通道均可單獨設置。每個(gè)通道最高支持115.2KB/s的通信速率。

　　數據采集卡：支持8通道光電隔離DI，8通道繼電器輸出。每一路輸入均可支持DC或AC輸入，輸入均支持SPDT模式，具有三種狀態(tài)：公共端、常開(kāi)、常閉，轉換速率為5ms。

　　③ 嵌入式軟件設計

　　數據接口單元的軟件設計采用嵌入式系統設計，我們選用Linux作為開(kāi)發(fā)平臺，需要完成的工作有：

　　● 通過(guò)宿主機對Linux進(jìn)行合理的裁剪。由于嵌入式系統的容量有限，必須將龐大的Linux進(jìn)行剪裁，適應嵌入式的應用。

　　● 實(shí)現Linux對電子盤(pán)DOC2000的驅動(dòng)。

　　● 設計對擴展的8路串口通信卡的驅動(dòng)程序。

　　● 設計數字I/O卡的Linux系統驅動(dòng)程序。

　　● 根據數據接口單元實(shí)現的功能，設計數據處理的應用程序。

　　● 將穩定的Linux映像燒寫(xiě)到電子盤(pán)DOC2000里面。

　　數據接口單元設計完成后，則作為沒(méi)有輸入、輸出外設的智能管理設備，管理和控制所屬的測控設備。

　　2 可配