NetX片上系统数据采集与远程监控的设计与实现

发布者:MindfulCreator最新更新时间:2013-11-30 来源: dzsc关键字:NetX  片上系统  数据采集  远程监控 手机看文章 扫描二维码
随时随地手机看文章
  随着网络信息技术、工业控制的不断发展,远程监控应用领域不断拓宽,特别是实现现场控制嵌入式智能设备的通信和配置诊断,通过这些智能设备所提供的通信接口直接利用Internet将其接入集中监控管理系统,采用Web Sever访问技术,在远程实时获取设备运行的各种参数和实时数据,发送遥控命令,配置参数,获取设备的报警信息和运行状态等方面,具有深刻的现实意义和长远意义。PROFINET是一种最新的实时工业以太网协议,可以提供办公室和自动化领域的开放、一致连接,是实现工业实时以太网通信的主流技术之一。德国赫优讯NetX中包含EtherCAT,CANopen,Modbus,PROFINET等现场总线协议,是一种高度集成的网络控制器,具有全新的系统优化结构,适合工业通信及大规模数据吞吐;研究基于NetX片上系统(NetX Soc)实现PROFINET实时以太网接入、本地数据快速处理、数据存贮技术及基于Web Server的远程数据访问,以便为一些工业实时通信控制提供良好的解决策略。

  1 系统结构

  图1为分布式远程数据采集系统的网络结构,包括多个与主站挂接的NXIO(赫优讯实时以太网从站IO测试板),通过PROFINET实时以太网把若干个嵌入式控制器与主站监控计算机连接,然后再将主站监控计算机接入Internet,监控计算机将数据实时发送到数据库服务器,同时将采集到的从站数据和监控信息可以发布出去。另外,主站监控计算机还可以通过RS-232总线与NXIO从站实现数据采集和控制处理。采用该方式,用户无论在多远,只要能够连接到Internet,就可以通过Internet网络访问所有控制设备的实时和历史数据。

  数据库服务器用来存储采集到的从站数据及相关的配置数据,供主站监控计算机运行时读取和写入并设置其自身的工作状态。管理员可通过浏览器访问和修改数据库中的参数。Web应用程序服务器实现数据在网络上的发布,接受在Internet上的任一用户查询浏览,并允许授权用户更改监控主站计算机工作参数,存储在数据库服务器上。有用户请求时,Web应用程序服务器通过Internet从数据库服务器中读取用户请求数据,再通过Internet网络把这些数据发送到请求数据用户,用户的一些参数设置信息保存到数据库服务器上,或通过NetX主站将配置信息下达到NXIO从站。

  2 NetX SoC主从站间数据通信设计

  2.1 系统设计思路及程序部署

  利用赫优讯cifX实时以太网主站板卡、赫优讯实时以太网从站IO测试板NXIO,搭建PROFINET实时以太网通信平台,实现主从站PROFINET网络通信及相应通信程序设计。图2描述了主从站间基于PROFINET和RS232通信的主从站的控制程序、NXIO从站基于rcX嵌入式系统下的实时控制任务程序、数据存储及Web方式下的数据访问程序的部署。

  2.2 系统程序主要功能描述

  1)主站Web Server界面控制显示程序:由ASP.Net设计的主站Web Server界面程序,监控从站按钮、指示灯状态,同时实现主从站通信参数配置,并实现与主站通信程序的数据交互。

  2)主站数据通信程序:SYCON.NET系统配置软件实现对卡驱动、网络诊断并实现主从站PROFINET通信,另外,采用C#串口通信类事件驱动完成基于RS232通信下对从站串口通信的配置和数据交互。

  3)从站循环扫描控制IO程序:基于reX实时操作系统,通过调用板级支持包中的系统函数实现IO控制。

  4)从站数据通信程序:基于BSP、串口通信协议和PROFINET IO协议栈实现与主站的通信。

  5)从站间多任务数据交互:从站控制作业如LED控制任务与通信任务采用信号量通信的方式获得共享内存区(ARM数据POOL)的访问权限,实现任务间的数据交互。

  3 NetX SoC主从站数据通信及Web访问设计

  3.1 主从站通信配置

  SYCON.NET是基于现场设备工具(FDT)/设备类型管理器(DTM)技术的配置工具。FDT不依赖通信协议及主机系统或现场设备的软件环境,它具有标准的接口规范,对智能仪表实现综合集成;DTlM可以实现设备的驱动、设置及通信,在FDT下运行。采用FDT/DTM可提高系统对现场设备进行诊断和维护的能力,实现快速响应,提高系统的安全性和可靠性。如图3所示,SYCON.NET配置工具可以实现PROFINET IO网络配置、连接、诊断和相关NXD配置文件的导出。方式是在SYCON.NET配置工具中,在右侧Hilscher GmbH列表中选择Master文件夹中的NetX500 PNM模块拖到左侧网络线上。同样的方法可以将NXIO从站加入到左侧主站网络线上,并利用DTM配置相应的主从站。对于其他厂家的从站设备,需要加入设备的GSD文件。[page]

  3.2 主站通信设计

  主站通信利用C-Toolkit配置cifX卡,包括初始化、内存操作、字符操作、事件处理、文件处理、同步定时、PLC的配置读写等,如图4所示。Visual Studio.NET平台下,采用C#(C-sharp)结合C-Toolkit下提供的关于cifX卡固件加载的Lab文件、API函数及通信授权协议实现主站通信程序的设计,包括从站数据并入库、向从站发送相关的配置信息等。图5是串口通信类事件驱动完成对NXIO从站串口通信的配置,以及通过RS-232实现控制从站IO接口的开关及LED状态显示,同时程序包含Socket类实现接受Web下发的从站配置和控制信息。


  主站通信网络程序中定义Socket类,用于监听Web页面上客户端发送的配置信息。如下是主站Socket通信部分代码:

  3.3 Web控制及配置程序设计

  基于VisualStudio.Net开发平台,实现Web Server服务器对Slave Device NXIO的串口配置及LED灯的监控。图6是二号从站LED灯控制的一个测试界面。Web页面封装一个含有Socket的ActiveX控件:用于与服务器端的Socket通信,当配置从站信息和接受从站采集信息,触发事件并实现数据交互。Web方式不适合实时监控数据的实时查询显示,可用Web页面刷新方式查询各个监控点的数据状态。如每两秒刷新一次监控页面,则可在HTML文件中加入代码:

  4 NetX SoC从站系统技术研究

  4.1 嵌入式NetX硬件平台的通信设计

  NetX嵌入系统用户程序包括实时通信和控制程序。在rcX嵌入式下进行实时通信程序和控制程序设计,实时多任务操作系统中依据时间片和中断进行任务调度。图7为NXIO从站软件系统架构。实时通信程序和控制程序可通过双端口内存(DPM)交换数据,相对独立;实时通信程序采用消息通信机制时,利用接收发送标志位可提高通信数据的完整性。

  4.2 NetX从站程序设计及实现

  从站控制程序是基于rcX实时操作系统,通过调用板级支持包中的系统函数实现IO控制、串口通信程序以及基于PROFINET实时通信程序的设计。从站的实现流程如下:在Hitop IDE开发环境下完成硬件初始化,主函数实现任务的初始化及配置,LED控制任务、串口通信任务、PROFINET实时通信及各个任务间的调度,实现程序下载并驻留到在rcX嵌入式控制器中。从站通信及控制程序的软件层次如图8所示。

  5 结论

  通过NetX SoC配置PROFINET协议栈等通信技术研究,实现了PROFINET实时以太网接入、NetX SoC主从站间PROFINET和UART数据通信,以及Web方式下依托控制主站对从站实施远程配置管理及监控,为采用PROFINET实现远程控制、监管提供了一种可行的技术解决方案。

关键字:NetX  片上系统  数据采集  远程监控 引用地址:NetX片上系统数据采集与远程监控的设计与实现

上一篇:用并行口进行数据采集与控制
下一篇:基于linux 的多功能网关的设

推荐阅读最新更新时间:2024-05-02 22:52

MAX121与TMS320VC5402在高速数据采集中的接口
TMS320VC5402 是TI公司的第五代DSP专门基于数字信号处理的低功耗的DSP芯片,工作频率高达10ns,在数字信号处理中应用广泛。该芯片提供了2个MCBSP,既可以工作在SPI模式又可以工作在通用串口模式,在系统设计中应用灵活。MAX121是MAXIM公司推出的带有专用DSP的14位具有片上T/H、低漂移、低噪声、低功耗快速转换的模拟/数字转换器,功耗只有210mW,转换时间为2.9 s,78dB的SIND,可以和TMS320系列DSP、ADSP系列和Motorola系列进行连接,设计简单。 MAX121芯片介绍 MAX121功能框图
[工业控制]
MAX121与TMS320VC5402在高速<font color='red'>数据采集</font>中的接口
凌华科技发布四通道2 MS/s同步采样USB接口数据采集模块
兼具高精确度与便携式的完美平衡 适用于高速量测应用。 2014年10月23日,北京讯---亚洲最大的数据采集与PXI平台产品供货商——凌华科技,发布新款四通道USB 2.0接口数据采集模块—USB-1210。USB-1210支持16位分辨率及四通道同步采样,每通道提供高达2 MS/s采样率,搭配256M Samples FIFO缓存设计,可确保长时间连续执行数据采集时零数据遗失。USB-1210为目前市面上支持2 MS/s采样率的USB接口数据采集模块中,唯一一款可支持USB端口供电的产品,其兼具高采样率、高动态性能与即插即用便利性的产品特性,可广泛适用于各种便携式及外接扩展量测应用,如超声波、光传感器信号量测等。
[测试测量]
凌华科技发布四通道2 MS/s同步采样USB接口<font color='red'>数据采集</font>模块
采用32位ARM处理器实现现场数据采集器的设计方案
方便、舒适、高效、安全,以及环保节能等作为人们对自身生活和工作场所的基本要求由来已久。自上世纪90年代以来,随着数字通信技术和信息技术的飞速发展,基于网络的智能化建筑和住宅是该领域的一个主要发展方向。 现介绍其中一种利用ARM技术、嵌入式实时内核和TCP协议设计的现场数据采集器。 1、现场数据采集器的基本功能 “一线通”系统的基本架构如图1所示,3台管理计算机互为冗余。 系统是面向设备管理的,基本功能可归结为三点,即“监”、“控’’和“报警”。“监”是指管理机查询设备的状态; 控,是管理者通过监控界面操纵现场设备;“报警”是当设备运行状态超越报警限时,及时向管理机报告。管理机监控界面采用组态王6.5通用组态软件进行设计
[单片机]
采用32位ARM处理器实现现场<font color='red'>数据采集</font>器的设计方案
基于TCP/IP的多线程通信及其在远程监控系统中的应用
      摘 要: 提出了一种在Windows NT下基于TCP/IP协议的多线程通信的设计与实现方法,在此基础上给出了多线程通信在蓄电池远程监控系统中的应用实例。       关键词: 多线程 实时性 TCP/IP协议 远程监控系统        传统的应用程序都是单线程的,即在程序运行期间,由单个线程独占CPU的控制权,负责执行所有任务。在这种情况下,程序在执行一些比较费时的任务时,就无法及时响应用户的操作,影响了应用程序的实时性能。在监控系统,特别是远程监控系统中,应用程序往往不但要及时把监控对象的最新信息反馈给监视客户(通过图形显示),还要处理本地机与远程机之间的通信以及对控制对象的实时控
[测试测量]
基于AVR单片机与CH375的多通道核辐射探测数据采集系统
该系统采用了AVR单片机、高速器件及USB接口技术,采集速度快,死时间短,计数率高,通信量大。USB所具有的即插即用、通用性强、易扩展、可靠性高等优点改善了各探测通道的使用性能。它不仅是4MeV静电加速器不可缺少的重要组成部分,而且为加速器防辐射安全提供确切依据,同时还为加速器在动植物育种、放射治疗、材料改性、放射化学等诸多方面的应用研究提供可靠的技术数据。整个系统已通过省级科技成果鉴定,实际运行良好。在更换探头和稍作参数调整后,还可将该系统用于其它大范围场地多种辐射的监测。 0 引言 文中介绍了多个探测通道组成的多道核数据采集系统,对4MeV静电加速器核辐射进行监测防护。各个通道采用AVR单片机ATmega128作为主控
[单片机]
基于AVR单片机与CH375的多通道核辐射探测<font color='red'>数据采集</font><font color='red'>系统</font>
横河发布SMARTDAC+ GM数据采集系统
横河宣布于11月17日在中国正式发售SMARTDAC+ GM数据采集系统。 SmartDAC+ GM数据采集系统采用模块化设计,便于安装和拆卸模块,大大提高了测量效率。SmartDAC+ GM系统支持蓝牙无线通信,可与手持移动设备连接使用。 开发背景 数据采集系统广泛应用于多种行业的不同工业和测试测量应用领域,可以采集和记录温度,电压,电流,流量和压力等过程数据。 1951年,横河推出日本第一台电子自动平衡记录仪,并于1986年推出多点数据采集和记录系统。目前横河能为用户提供各种数据采集系统。 采集不同种类数据的数据采集系统,广泛采用模块组合的构造。过去在这种系统中主要采用基板上安装模块的构造。但现在基板不太多见
[测试测量]
基于虚拟仪器技术和数据采集网络实现网络虚拟示波器系统的设计
随着半导体及软件技术的快速发展,汽车电子在汽车产业中所占比例越来越大。从汽车的舒适性到稳定性乃至安全性的实现中,汽车电子产品都担任着至关重要的角色,并且正发挥着越来越广泛的作用。汽车电子产品厂商也正面临着巨大的市场挑战——提高产品质量、加快生产周期、降低生产成本等等。 在这样的条件下,对汽车电子产品的测试设备的要求日益增高,主要体现在以下方面。 复杂的测试要求 汽车电子产品在整车系统中的比例和实现的功能不断增加,要求其具有丰富的功能;随着基于CAN、K-Line、LIN等总线的车身网络的发展,还需要实现单个设备与整车网络之间可靠的实时通讯。这都要求汽车电子产品出厂前需要经历复杂的功能和参数测试过程,从而保证产品满足车厂所规
[测试测量]
基于虚拟仪器技术和<font color='red'>数据采集</font>网络实现网络虚拟示波器<font color='red'>系统</font>的设计
基于CYUSB3014的高速实时数据采集系统
  目前USB已广泛应用于数据采集系统,现阶段使用较多的是USB2.0 规范。随着测试测量要求的不断提高,USB2.0已逐渐难以满足要求。新的USB3.0 规范很好的解决了USB2.0中存在的一些局限,非常适用于现代测试测量系统。   1 USB2.0的性能与局限   通用串行总线USB(Universal Serial Bus)是目前应用极为广泛的一种系统总线,大量应用在测试测量领域。目前应用最广泛的是USB2.0标准,具有最高480Mbps的通信速率。但同时USB2.0标准也存在着以下不足:   1) 半双工通信   USB2.0采用半双工通信,同一时间只能有一个方向的数据传输,在需要双向高速数据传输的场合往往难以满足
[电源管理]
基于CYUSB3014的高速实时<font color='red'>数据采集</font><font color='red'>系统</font>
小广播
最新嵌入式文章
何立民专栏 单片机及嵌入式宝典

北京航空航天大学教授,20余年来致力于单片机与嵌入式系统推广工作。

换一换 更多 相关热搜器件
电子工程世界版权所有 京B2-20211791 京ICP备10001474号-1 电信业务审批[2006]字第258号函 京公网安备 11010802033920号 Copyright © 2005-2024 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved