基于現(xiàn)場總線的嵌入式遠程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計

2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡介
2．1 系統(tǒng)設(shè)計方案
系統(tǒng)的整個結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。在生產(chǎn)車間將整個設(shè)備通過FCS系統(tǒng)連接組網(wǎng)，形成統(tǒng)一的設(shè)備層，其組網(wǎng)方式是RS 485工業(yè)總線。中間件為嵌入式系統(tǒng)，通過驅(qū)動ARM板上的RS 485接口，實現(xiàn)與下層設(shè)備的相互通信。同時，在嵌入式系統(tǒng)中嵌入小型Web服務(wù)器用以實現(xiàn)對下層數(shù)據(jù)的接收與讀取。
系統(tǒng)的上層設(shè)計了可以與Internet直接相連的網(wǎng)絡(luò)接口，能夠?qū)⑾到y(tǒng)直接掛接入Internet信息網(wǎng)。只要給嵌入式操作系統(tǒng)分配一個IP地址，不用為每個生產(chǎn)設(shè)備在接入網(wǎng)絡(luò)之后都分配一個IP地址，整個底層設(shè)備統(tǒng)一由CGI編程采用自己設(shè)定的地址識別各個硬件設(shè)備，這樣就大大節(jié)約了IP地址的使用。
遠程客戶端，只要能夠上網(wǎng)，就可以授權(quán)用戶通過IP地址登錄到該系統(tǒng)，監(jiān)控整個生產(chǎn)過程和設(shè)備的相關(guān)信息。同時該系統(tǒng)還提供了一個接口，用以生產(chǎn)現(xiàn)場的監(jiān)控，可讓一線員工在現(xiàn)場直觀地了解和記錄有關(guān)的生產(chǎn)信息。

2．2 系統(tǒng)方案分析
該方案的遠程監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是采用B／S模式，相對于傳統(tǒng)的C／S模式結(jié)構(gòu)而言，三層的B／S體系結(jié)構(gòu)是把原來在客戶機一側(cè)的應(yīng)用程序模塊與顯示功能分開，將它放到Web服務(wù)器上單獨組成一層，客戶機上只需通過單一的瀏覽器，這樣就可以把負荷均衡的分配給Web服務(wù)器，客戶機上的壓力大大減輕。B／S結(jié)構(gòu)主要是利用不斷成熟的Web瀏覽器技術(shù)，結(jié)合瀏覽器的多種編程語言和Web技術(shù)，用通用的瀏覽器就實現(xiàn)了原來需要復(fù)雜專用軟件才能實現(xiàn)的強大功能，并節(jié)約了開發(fā)成本。
整個系統(tǒng)是在嵌入式系統(tǒng)中移植入實時的嵌入式Linux操作系統(tǒng)，并安裝了Web服務(wù)器，充當(dāng)中間件的功能。底層控制網(wǎng)絡(luò)通過RS 485總線組網(wǎng)后，以RS 485總線接入系統(tǒng)的硬件端，將所采集的數(shù)據(jù)和相關(guān)信息放入到Linux Web服務(wù)器中，使得嵌入式設(shè)備與底層設(shè)備能互相通信。由于在一些環(huán)境惡劣的工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場，并不適合用PC機作服務(wù)器，采用ARM等系列嵌入式系統(tǒng)具有功耗低，穩(wěn)定性好，可靠性高等特點。

3 系統(tǒng)的硬件平臺
該系統(tǒng)對車間浸油罐進行數(shù)據(jù)采集和遠程監(jiān)控，所選擇的嵌入式微處理器必須能夠在所生產(chǎn)的環(huán)境中進行可靠的工作。這里所討論的嵌入式遠程監(jiān)控系統(tǒng)所選擇的CPU是S3C2410處理器。S3C2410是韓國Sa―mstmg公司出產(chǎn)的一款基于ARM920T內(nèi)核的16／32位RISC嵌入式微處理器，主要面向高性價比、低功耗的手持式設(shè)備的應(yīng)用。其整個硬件框圖如圖2所示。

其中的核心模塊包括CS8900，RS 485總線接口，F(xiàn)LASH SDRAM，復(fù)位和時鐘電路等；主要功能是工業(yè)現(xiàn)場信息采集和與遠程客戶機的通信。由于Linux操作系統(tǒng)中直接包含有TCP／IP等各個網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，因此直接在平臺上進行Linux操作系統(tǒng)的移植，就免去了開發(fā)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的難度。系統(tǒng)提供了一個RJ45以太網(wǎng)接口，直接可以與Internet進行通信。該系統(tǒng)重點用以解決與Internet的通信問題和信息發(fā)布問題。