網(wǎng)絡(luò)化測(cè)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā).pdf

1、測(cè)量與控制是現(xiàn)代工程科技不可或缺的兩個(gè)重要組成部分。隨著計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、微電子等領(lǐng)域的快速發(fā)展及新技術(shù)成果的不斷取得,測(cè)控系統(tǒng)也出現(xiàn)了功能更強(qiáng)大、性價(jià)比更高的實(shí)現(xiàn)方式。網(wǎng)絡(luò)化的虛擬信號(hào)測(cè)量儀器與嵌入式控制系統(tǒng)是當(dāng)今測(cè)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì),該工程技術(shù)領(lǐng)域的研究成果不僅能夠很快地實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的轉(zhuǎn)化,而且對(duì)提高一國的軍工科技水平和工業(yè)生產(chǎn)水平也具有深遠(yuǎn)的意義。
　　本課題結(jié)合網(wǎng)絡(luò)化虛擬儀器和嵌入式控制系統(tǒng)的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì),設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了具有網(wǎng)絡(luò)通信功

2、能和遠(yuǎn)程信號(hào)采集及控制功能的網(wǎng)絡(luò)化測(cè)控系統(tǒng)。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)是:滿足多受控系統(tǒng)同步的需要,搭建具有網(wǎng)絡(luò)化、可擴(kuò)展化、大數(shù)據(jù)帶寬特點(diǎn)的,應(yīng)用領(lǐng)域相對(duì)廣泛的測(cè)控平臺(tái)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)信息的遠(yuǎn)程通信、測(cè)控功能的嵌入式實(shí)現(xiàn)、操作界面的虛擬化呈現(xiàn)。系統(tǒng)以數(shù)據(jù)采集控制卡作為測(cè)控現(xiàn)場(chǎng)的具體執(zhí)行端,多測(cè)控卡通過以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)多端點(diǎn)聯(lián)網(wǎng),通過運(yùn)行于上位機(jī)的測(cè)控系統(tǒng)軟件對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行整體控制。
　　測(cè)控卡的功能架構(gòu)為DSP+FPGA結(jié)構(gòu),DSP采用數(shù)據(jù)處理性能優(yōu)異

3、、片上外設(shè)豐富的最新一代的工控專用浮點(diǎn)處理器TMS320F28335,FPGA選用片上邏輯資源量大、性價(jià)比高的EP2C8Q208CN。DSP在測(cè)控端擔(dān)負(fù)主控制器職能,負(fù)責(zé)流程控制、任務(wù)分配及系統(tǒng)各部分軟、硬件的協(xié)調(diào),主要包括測(cè)控算法的實(shí)現(xiàn)、協(xié)處理器任務(wù)的發(fā)放、以太網(wǎng)通信等。FPGA用以擴(kuò)展與外圍功能模塊的通信接口,如獲取反饋信號(hào)、輸出控制信號(hào)、數(shù)據(jù)鎖存等,這樣就為系統(tǒng)升級(jí)、增加外設(shè)種類提供了廣闊空間,同時(shí)當(dāng)系統(tǒng)有大量復(fù)雜算法需要運(yùn)算時(shí),

4、可以接受DSP分配的數(shù)據(jù)處理任務(wù)。主要的測(cè)量及控制任務(wù)通過以太網(wǎng)通信由運(yùn)行于上位機(jī)的測(cè)控系統(tǒng)軟件進(jìn)行人工操作。
　　測(cè)控系統(tǒng)軟件由實(shí)時(shí)監(jiān)控、數(shù)據(jù)后臺(tái)處理、網(wǎng)絡(luò)通信三大功能模塊組成。三者既有緊密聯(lián)系的數(shù)據(jù)交互,又有相對(duì)獨(dú)立的功能執(zhí)行。網(wǎng)絡(luò)通信模塊是其它兩個(gè)模塊與系統(tǒng)下位各測(cè)控端點(diǎn)聯(lián)系的通道,執(zhí)行以太網(wǎng)通信功能;實(shí)時(shí)監(jiān)控模塊是測(cè)控軟件的核心,對(duì)其它兩模塊有控制、調(diào)用與配置的權(quán)利,為操作者表達(dá)功能需求實(shí)現(xiàn)測(cè)控功能提供操作接口;數(shù)據(jù)后臺(tái)處