可重構(gòu)設(shè)計的測控站監(jiān)控系統(tǒng)研究與實現(xiàn)

　　硬件拓撲結(jié)構(gòu)分布化是采用若干個智能的數(shù)據(jù)接口單元（DIU，data interface unit），能夠完成與多個不同數(shù)據(jù)接口設(shè)備的信息交換功能。智能的數(shù)據(jù)接口單元可以實現(xiàn)與具有串口（包括RS-232A、RS-422、RS- 485）、數(shù)字量接口、繼電器接口的測控設(shè)備連接，并將采集到的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)接口發(fā)送至數(shù)據(jù)處理計算機，同時將監(jiān)控系統(tǒng)的控制指令發(fā)送至測控設(shè)備。

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

　　在可重構(gòu)監(jiān)控系統(tǒng)中，各個測控設(shè)備如高功放(HPA)、上變頻器(CU)、場放(LNA)等都就近與智能的數(shù)據(jù)接口單元連接，或通過網(wǎng)絡(luò)直接與數(shù)據(jù)處理計算機連接。每個智能的數(shù)據(jù)接口單元可以管理具有串口接口的8路測控設(shè)備、8路數(shù)字量接口測控設(shè)備、4路繼電器接口的開關(guān)設(shè)備等。　　可重構(gòu)監(jiān)控系統(tǒng)的實現(xiàn)

　　在可重構(gòu)監(jiān)控系統(tǒng)中，實現(xiàn)硬件可重構(gòu)的關(guān)鍵是設(shè)計具有智能管理和控制功能的數(shù)據(jù)接口單元DIU，它可以適應(yīng)具有不同物理接口的測控設(shè)備，可以就近管理和控制測控設(shè)備，并將所有測控設(shè)備的信息轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)接口，轉(zhuǎn)發(fā)至數(shù)據(jù)處理計算機。

　　1 數(shù)據(jù)接口單元DIU

　　為了保證系統(tǒng)的運行穩(wěn)定、可靠和配置靈活，以適應(yīng)不同的應(yīng)用需求，采用主流工業(yè)控制產(chǎn)品 PC104模塊進行二次開發(fā)。

　?、?數(shù)據(jù)接口單元實現(xiàn)的功能

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

　　● 提供8路光電隔離的數(shù)字量輸入和8路繼電器輸出接口。

　　● 提供1路10/100M自適應(yīng)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)接口，接口為RJ-45。

　　● 通過網(wǎng)絡(luò)自動轉(zhuǎn)發(fā)將受控設(shè)備的信息發(fā)至MCS操作計算機。

　　● 接收來自監(jiān)控計算機的控制信息，自動轉(zhuǎn)發(fā)至指定的受控設(shè)備。

　　● 通過監(jiān)控計算機可以對DIU進行運行參數(shù)配置，包括通信速率、DIU工作方式等。

　　● MCS操作計算機可以查詢DIU的運行狀態(tài)信息。

　　② 數(shù)據(jù)接口單元的實現(xiàn)

　　硬件設(shè)計采用適應(yīng)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(nèi)存；16個中斷；2個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/軟驅(qū)/IDE硬盤接口，支持IDE Flash電子盤。

　　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(shè)置。每個通道最高支持115.2KB/s的通信速率。

　　數(shù)據(jù)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、常閉，轉(zhuǎn)換速率為5ms。

　　③ 嵌入式軟件設(shè)計

　　數(shù)據(jù)接口單元的軟件設(shè)計采用嵌入式系統(tǒng)設(shè)計，我們選用Linux作為開發(fā)平臺，需要完成的工作有：

　　● 通過宿主機對Linux進行合理的裁剪。由于嵌入式系統(tǒng)的容量有限，必須將龐大的Linux進行剪裁，適應(yīng)嵌入式的應(yīng)用。

　　● 實現(xiàn)Linux對電子盤DOC2000的驅(qū)動。

　　● 設(shè)計對擴展的8路串口通信卡的驅(qū)動程序。

　　● 設(shè)計數(shù)字I/O卡的Linux系統(tǒng)驅(qū)動程序。

　　● 根據(jù)數(shù)據(jù)接口單元實現(xiàn)的功能，設(shè)計數(shù)據(jù)處理的應(yīng)用程序。

　　● 將穩(wěn)定的Linux映像燒寫到電子盤DOC2000里面。

　　數(shù)據(jù)接口單元設(shè)計完成后，則作為沒有輸入、輸出外設(shè)的智能管理設(shè)備，管理和控制所屬的測控設(shè)備。

　　2 可配