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          Windows CE 嵌入式網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

          作者: 時間:2013-08-06 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

          布光系統(tǒng)是廣泛應(yīng)用于電視演播廳、電影攝影棚、體育場館以及舞廳的一種機(jī)械化照明燈具及其控制系統(tǒng),是為增強(qiáng)舞臺藝術(shù)效果的一種燈光控制設(shè)備。目前,布光系統(tǒng)存在的問題是:人機(jī)界面差,操作復(fù)雜;不能實(shí)時檢測故障部位及原因,系統(tǒng)故障率大,難以維護(hù);不能實(shí)現(xiàn)對被控對象的全部控制,只實(shí)現(xiàn)了單一、局部控制;缺乏形象的吊桿、燈具動作顯示。

          本文介紹的布光監(jiān)控系統(tǒng)采用數(shù)字化分布控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)布光任務(wù)。在布光系統(tǒng)中采用基于Windows CE的。該系統(tǒng)實(shí)時性好,可靠性高;速度快,大容量的特性可以適應(yīng)不斷增長的系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理需求;體積小,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方便靈活,設(shè)備和軟件成本大幅下降;基于Windows的開發(fā)技術(shù)相對普及,人才成本下降。

          1 系統(tǒng)概述

          應(yīng)用于布光系統(tǒng)的嵌入式為數(shù)字雙向串行通訊控制系統(tǒng)。整個系統(tǒng)由控制臺、網(wǎng)絡(luò)控制器、提升設(shè)備、燈具控制器四部分組成。其中控制臺由專用控制臺、備份控制臺和無線遙控三部分構(gòu)成;網(wǎng)絡(luò)控制器負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的傳輸,包括控制臺向下傳輸命令和下位機(jī)傳感器信號的返回,同時負(fù)責(zé)各控制臺之間的切換;提升設(shè)備由提升機(jī)控制器、提升機(jī)和吊桿構(gòu)成;燈具控制器控制燈具實(shí)現(xiàn)不同的動作。 系統(tǒng)總體框圖如圖1所示。

          系統(tǒng)框圖

          主控臺是系統(tǒng)的主要控制平臺,硬件由PC/104和液晶顯示器組成,同時使用Microsoft的Windows CE操作系統(tǒng)。備份控制臺由普通PC機(jī)實(shí)現(xiàn),刪減主控制臺功能,保留部分必要的功能,起到備份數(shù)據(jù)和輔助控制的作用。遙控器是手持式輔助控制器,在100m內(nèi)可以可靠有效地控制系統(tǒng)。無線遙控模塊采用單片無線收發(fā)一體芯片nRF401。該芯片具有低發(fā)射功率和高接收靈敏度的特點(diǎn)。

          網(wǎng)絡(luò)控制器負(fù)責(zé)主控臺、備份臺、遙控器三個控制臺直接控制權(quán)力的分配,同時負(fù)責(zé)由上而下控制命令的傳輸以及傳感器信息由下而上的傳遞。網(wǎng)絡(luò)控制器與主控臺和備份臺之間的通信分別采用RS-232串口和CAN總線實(shí)現(xiàn)。CAN總線具有抗干擾能力強(qiáng)和可靠性高的特點(diǎn)。

          被控節(jié)點(diǎn)有兩種:一種是提升機(jī)控制器,采用變頻調(diào)速控制;另一種是燈具控制器。網(wǎng)絡(luò)控制器與被控節(jié)點(diǎn)之間通過CAN總線進(jìn)行通信。系統(tǒng)可控路數(shù)需達(dá)到1000路。因此,為了擴(kuò)展CAN網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)數(shù),6個CAN總線中轉(zhuǎn)器與網(wǎng)絡(luò)控制器相連,每個中轉(zhuǎn)器下接6個CAN子網(wǎng),共有36個CAN總線子網(wǎng)。

          2 Windows CE簡介及其特點(diǎn)

          主控制臺的操作系統(tǒng)采用微軟公司的嵌入式Windows CE 3.0。Windows CE是一種緊湊、高效、可伸縮的操作系統(tǒng)。主要面向各種嵌入式系統(tǒng)和產(chǎn)品。它具有多線程、多任務(wù)、完全搶占式的特點(diǎn),是專門為各種有很嚴(yán)格資源限制的硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)的。它的模塊化設(shè)計(jì)使嵌入式系統(tǒng)和應(yīng)用程序開發(fā)者能夠方便地定制以適應(yīng)一系列不同的產(chǎn)品。Windows CE操作系統(tǒng)包括以下主要模塊:

          (1)內(nèi)核模塊,支持進(jìn)程和線程處理及內(nèi)存管理等基本服務(wù);

          (2)內(nèi)核系統(tǒng)接口模塊,允許應(yīng)用軟件訪問操作系統(tǒng);

          (3)文件系統(tǒng)模塊,支持持久穩(wěn)固的信息存儲;

          (4)圖形窗口和事件子系統(tǒng)模塊,控制圖形和Windows相關(guān)的圖形用戶界面;

          (5)通信模塊,允許同其他設(shè)備進(jìn)行信息交換。

          Windows CE支持多種外設(shè)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),包括鍵盤、鼠標(biāo)、觸摸屏、串行口、以太網(wǎng)卡、調(diào)制解調(diào)器、USB設(shè)備、音頻設(shè)備、并行口、打印機(jī)和存儲設(shè)備。Windows CE支持超過1000個常用的Microsoft Win32 API和一些附加的編程接口,可用于開發(fā)應(yīng)用程序。這些接口包括COM、MFC、ATL等。此外,Windows CE支持用于管理時間關(guān)鍵任務(wù)響應(yīng)的實(shí)時處理;各種串行通信和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù),包括支持USB;為Windows CE用戶提供Web服務(wù)的移動頻道;用于進(jìn)程間通信的Automation和其他方法;還支持管理可安裝設(shè)備等可選組件。

          對于Windows CE而言,原始設(shè)備制造商OEM能開發(fā)硬件適配層OAL(OEM Adaptation Layer,其他開發(fā)者可以開發(fā)內(nèi)部驅(qū)動程序、可安裝驅(qū)動程序及運(yùn)行在嵌入式設(shè)備上的應(yīng)用程序。獨(dú)立軟件提供商ISV(Independent Software Vendor能獨(dú)立于硬件平臺開發(fā)應(yīng)用軟件。與其他操作系統(tǒng)比較,Windows CE具有下列優(yōu)越性:

          (1)32位多線程、多任務(wù)、完全搶占式的操作系統(tǒng);

          (2)強(qiáng)大的圖形顯示功能支持,用戶能定制完全自己風(fēng)格的操作界面;

          (3)支持大部分Win32 API使得基于其他Windows的應(yīng)用程序能方便地移植到Windows CE上;

          (4)體積小,并能夠從ROM直接啟動,無需硬盤,不存在系統(tǒng)崩潰和病毒感染問題。

          Windows CE是為便攜式電腦設(shè)計(jì)的新型平臺。它提供Windows操作系統(tǒng)的堅(jiān)實(shí)子集。同時,微軟公司為Windows CE的開發(fā)提供了一套完整且功能強(qiáng)大的系列工具,從硬件調(diào)試到軟件開發(fā)都為用戶提供了方便。

          linux操作系統(tǒng)文章專題:linux操作系統(tǒng)詳解(linux不再難懂)

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