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基于Lonworks總線(xiàn)的智能數據采集系統
作者：
時(shí)間：2013-02-22
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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當來(lái)自任務(wù)源的任務(wù)傳給管理Agent以后,任務(wù)處理模塊首先對任務(wù)進(jìn)行分解,然后通過(guò)知識庫查詢(xún)其所管理的控制Agent能否完成分解后的所有子任務(wù)。如果能夠完成則進(jìn)行任務(wù)分配并啟動(dòng)系統;如果不能完成則放棄任務(wù)的執行并通知任務(wù)源。系統啟動(dòng)后,控制Agent召集相關(guān)的感知與執行Agent處理分配給自己的任務(wù),并通過(guò)自身的交互機制實(shí)現與其它控制Agent的協(xié)作以及信息和資源的共享。當某個(gè)控制Agent發(fā)生故障時(shí),管理Agent的監控模塊首先根據檢測到的故障信息做出相應的診斷決策,然后通知任務(wù)處理模塊將該控制Agent的控制權限轉交給其它控制Agent或者進(jìn)行任務(wù)的重新分配,從而使整個(gè)系統仍能正常運行。這樣就實(shí)現了依靠各Agent之間的協(xié)作來(lái)提高整個(gè)系統的可靠性,而不是通過(guò)單個(gè)設備的可靠性和關(guān)鍵部件的冗余。
4 系統的硬件結構
本文采用現場(chǎng)總線(xiàn)作為系統的通信平臺,構建一個(gè)開(kāi)放的,具有互操作性的實(shí)時(shí)現場(chǎng)總線(xiàn)數據采集系統。實(shí)現該測控系統的具體方案如下：
考慮到系統降低成本的要求,結合現有總線(xiàn)控制系統的特點(diǎn),作者利用現場(chǎng)測控設備、Lonworks節點(diǎn)和其網(wǎng)絡(luò )設備組成現場(chǎng)測控網(wǎng)絡(luò )。在此,我們只要在設計每個(gè)Agent的時(shí)候,給每個(gè)模塊加上Neuron芯片,通信線(xiàn)路只需普通的雙絞線(xiàn)即可,這樣便可以實(shí)現各Agent之間的任意通信。同時(shí)以單片機系統作為硬件支撐,用MCS51語(yǔ)言作為軟件開(kāi)發(fā)工具,使其與新型傳感器和執行機構構成相應的智能Agent。主要完成對測控對象的基本控制,通過(guò)臨時(shí)的現場(chǎng)節點(diǎn)采集所需要的監控信息,進(jìn)行感知處理,并通過(guò)總線(xiàn)傳到管理Agent進(jìn)行總體數據分析、處理和故障診斷。動(dòng)態(tài)節點(diǎn)Agent之間遵循Lontalk協(xié)議,采用網(wǎng)絡(luò )變量實(shí)現各節點(diǎn)的連接。節點(diǎn)間的數據通信采用窗口協(xié)議以顯示報文進(jìn)行數據傳輸,并通過(guò)網(wǎng)絡(luò )變量來(lái)管理,這樣就實(shí)現了節點(diǎn)Agent間的相互操作,并采用類(lèi)KQML的通訊模式實(shí)現Agent間的信息和知識的共享。
4.1控制Agent
控制Agent的主要功能是完成自身的控制算法,并根據任務(wù)需要與其它Agent組成動(dòng)態(tài)的多Agent合作系統?？刂艫gent所需要的控制命令和數據均通過(guò)Lon總線(xiàn)傳輸?？刂艫gent只帶有Lonworks接口芯片和外部擴展EZPROM,并無(wú)任何其它外設。
本文采用神經(jīng)元芯片TMP3150與AT89c51單片機連接構成Lon總線(xiàn)接口電路,二者之間采用并行通訊方式。單片機AT89c51的P0口與3150的IO0～IO7,相連作為8位的數據總線(xiàn);AT89c51的P3.2與3150的IO8相連,作為單片機請求發(fā)送數據的信號線(xiàn)和接收3150控制命令的應答線(xiàn);P3.3與IO9相連,作為神經(jīng)元芯片接收數據的應答信號線(xiàn);P3.4與I010。相連,用作3150發(fā)送控制命令的信號線(xiàn)。這樣選取P3.2和P3.3。作握手信號,保證了單片機與3150的嚴格同步。同時(shí),為了避免系統受到干擾時(shí)死機,在單片機每次等待應答信號時(shí)都加入了一個(gè)延時(shí)。若延時(shí)結束還未收到應答信號,那么單片機就跳到初始狀態(tài)。該Agent的電路原理如圖3所示： 
圖3 控制原理圖
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