VxWorks下基于緩沖隊(duì)列的網(wǎng)絡(luò)通信

1引言

現(xiàn)代監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控對(duì)象越來(lái)越復(fù)雜，越來(lái)越分散，信號(hào)采集終端呈現(xiàn)分布式趨勢(shì)。各個(gè)信號(hào)采集終端經(jīng)常用小巧靈便、易于控制和性價(jià)比高的嵌入式系統(tǒng)構(gòu)成相對(duì)獨(dú)立的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，然后通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)服務(wù)器進(jìn)行統(tǒng)一分析處理 [1]。負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)傳輸?shù)?a class="contentlabel" href="http://2s4d.com/news/listbylabel/label/網(wǎng)絡(luò)通信">網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議和軟件在整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)中起著十分重要的作用，然而周圍環(huán)境的電磁干擾、上位機(jī) CPU被占用等情況可能導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)阻塞、連接中斷等，如果軟件不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障并做出相應(yīng)的處理，將會(huì)直接影響到整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，導(dǎo)致數(shù)據(jù)采集中斷，甚至使系統(tǒng)癱瘓。利用實(shí)時(shí)操作系統(tǒng) VxWorks對(duì)多任務(wù)的良好支持，本文提出了一種基于緩沖隊(duì)列的網(wǎng)絡(luò)通信模式，并添加了網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)監(jiān)測(cè)功能，使系統(tǒng)能夠快速的對(duì)網(wǎng)絡(luò)斷線等故障做出響應(yīng)，提高了網(wǎng)絡(luò)通信的穩(wěn)定性和可靠性。

2 VxWorks及分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)介紹

VxWorks是美國(guó)風(fēng)河( Wind River Systems)公司開發(fā)的一套具有微內(nèi)核、可裁減的高性能實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，適用于當(dāng)下所有流行的目標(biāo) CPU平臺(tái)，支持廣泛的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，為開發(fā)者提供了高效的實(shí)時(shí)多任務(wù)調(diào)度、終端管理、實(shí)時(shí)的系統(tǒng)資源及實(shí)時(shí)的任務(wù)間通信功能，是嵌入式領(lǐng)域中應(yīng)用最多的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)之一[2]。VxWorks采用了與 4.4BSD TCP/IP兼容的實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧，使得網(wǎng)絡(luò)開發(fā)變得易于進(jìn)行和方便移植。利用 VxWorks對(duì)多任務(wù)和Socket的良好支持，可以方便地實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通訊。



圖1是我們開發(fā)的一個(gè)基于 TCP/IP協(xié)議的分布式監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。該系統(tǒng)主要可分為三個(gè)層次結(jié)構(gòu)：服務(wù)器、采樣節(jié)點(diǎn)、傳感器。傳感器負(fù)責(zé)采集信號(hào)，將物理信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)；采樣節(jié)點(diǎn)首先對(duì)信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理，然后通過(guò) A/D芯片將信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，最后通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳送給服務(wù)器；服務(wù)器負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的接收、分析、存儲(chǔ)并顯示結(jié)果。服務(wù)器和采樣節(jié)點(diǎn)之間通過(guò)TCP/IP協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸與接收，網(wǎng)絡(luò)通訊程序的質(zhì)量直接影響著整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。TCP/IP協(xié)議是目前廣泛采用的一組完整的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，可以用在各種各樣的信道和底層協(xié)議之上，是一組不基于任何特定硬件平臺(tái)而可實(shí)現(xiàn)異種機(jī)互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，在網(wǎng)絡(luò)通信中被廣泛應(yīng)用[3-4]。