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(xiàn)對PROFIBUS報(bào)文進(jìn)行提取，實(shí)現(xiàn)在線采集PROFIBUS-DP報(bào)文數(shù)據(jù)，從數(shù)據(jù)鏈路層角度對各種報(bào)文進(jìn)行分析，完成各種類型報(bào)文的顯示，完成對報(bào)文種類、服務(wù)類型、地址、數(shù)據(jù)長度及數(shù)據(jù)單元等信息的提取顯示，并對診斷報(bào)文、參數(shù)化報(bào)文及組態(tài)報(bào)文等的數(shù)據(jù)單元進(jìn)行詳細(xì)的分析，得出總線性能的各種參數(shù)及故障原因，將分析過的數(shù)據(jù)存儲進(jìn)數(shù)據(jù)庫，存入臨時(shí)緩沖區(qū)，根據(jù)需要將分析過的報(bào)文信息存入數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)歷史查詢。

　　如何實(shí)現(xiàn)報(bào)文幀的提取是本軟件設(shè)計(jì)的一個(gè)關(guān)鍵問題。由于PROFIBUS報(bào)文格式有很多種，而且包括數(shù)據(jù)長度不固定的可變報(bào)文。雖然各種報(bào)文都具有固定的報(bào)頭、報(bào)尾，但是存在的問題是報(bào)頭報(bào)尾并不是特定的字符，有可能和報(bào)文中數(shù)據(jù)單元內(nèi)容一樣，所以這里利用報(bào)頭報(bào)尾進(jìn)行報(bào)文的提取是不可行的。作者在這里利用各種報(bào)文幀前的同步字符進(jìn)行報(bào)文提取，也就是說，在每個(gè)完整報(bào)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(bào)文幀中間是沒有任何間隔的，利用這一同步時(shí)間，在VC++中利用超時(shí)函數(shù)，對報(bào)文幀進(jìn)行了完整地提取。

　　另外，由于通信數(shù)據(jù)量很大，速度較快，這里采用了WINDOWS多線程技術(shù)。一個(gè)線程為監(jiān)視線程，監(jiān)視串口通訊，一個(gè)為數(shù)據(jù)處理主線程，另外一個(gè)為定時(shí)刷新數(shù)據(jù)庫線程。當(dāng)監(jiān)視線程監(jiān)視到串口中有數(shù)據(jù)到達(dá)時(shí)，就觸發(fā)一個(gè)消息通知數(shù)據(jù)處理主線程，數(shù)據(jù)處理主線程就去串口緩沖區(qū)中取出數(shù)據(jù)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。定時(shí)器線程定時(shí)刷新數(shù)據(jù)庫顯示，以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)顯示功能。

　　作者在程序編寫的過程中，出現(xiàn)數(shù)據(jù)庫不能實(shí)時(shí)刷新的情況，后來發(fā)現(xiàn)問題出在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(xiàn)數(shù)據(jù)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)器的過程中，定時(shí)間隔的選取又是一個(gè)關(guān)鍵的問題，定時(shí)間隔選取太小，將會耗費(fèi)大量的CPU內(nèi)存，造成系統(tǒng)“死機(jī)”, 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總線信息循環(huán)時(shí)間的問題，總線信息循環(huán)時(shí)間與總線傳輸?shù)牟ㄌ芈?、從站的?shù)量、I/O數(shù)據(jù)的數(shù)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)。作者通過了大量的計(jì)算和多次實(shí)驗(yàn)調(diào)試，尋找到一個(gè)合適的定時(shí)器間隔。

　　2.5顯示界面

　　該P(yáng)ROFIBUS-DP報(bào)文分析軟件的程序界面包括主界面、串口配置界面、報(bào)文過濾界面、報(bào)文查詢界面、數(shù)據(jù)庫存儲界面以及歷史查詢界面等。

　　PROFIBUS-DP分析診斷軟件的運(yùn)行主界面如圖6，窗口左上部分“當(dāng)前profibus報(bào)文”組框內(nèi)存放最近采集到的PROFIBUS- DP報(bào)文信息，并可通過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”是用來顯示所有查看報(bào)文的詳細(xì)信息。窗口下半部分以網(wǎng)格形式顯示 PROFIBUS-DP歷史信息。

　　若需要打開串口，開始接收PROFIBUS報(bào)文信息，則可選擇“命令”菜單下的“開始接收”項(xiàng)；若需停止接收PROFIBUS報(bào)文信息，則可選擇“命令”菜單下的“停止接收”項(xiàng)；若需要配置串口參數(shù)，則可選擇“命令”菜單下的“串口配置”項(xiàng)，此時(shí)將彈出“串口配置對話框”，若需清除當(dāng)前所有記錄，可選擇“記錄”菜單下的“清除所有記錄項(xiàng)”命令，如果需要分類查看各種報(bào)文，可以選擇“查看”命令菜單下的“報(bào)文查詢”，此時(shí)將彈出“報(bào)文查詢對話框”，可根據(jù)需要進(jìn)行報(bào)文分類查看。

圖6 軟件運(yùn)行主界面

　　該軟件經(jīng)過作者在PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)上的反復(fù)運(yùn)行調(diào)試，結(jié)果表明該軟件能夠?qū)崿F(xiàn)對幾種PROFIBUS報(bào)文進(jìn)行分析，能夠完成采集、顯示、分析、存儲和查詢等功能，為以后的研究開發(fā)奠定了基礎(chǔ)，同時(shí)具有一定的實(shí)用價(jià)值。