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方便、舒適、高效、安全，以及環(huán)保節(jié)能等作為人們對自身生活和工作場所的基本要求由來已久。自上世紀(jì)90年代以來，隨著數(shù)字通信技術(shù)和信息技術(shù)的飛速發(fā)展，基于網(wǎng)絡(luò)的智能化建筑和住宅是該領(lǐng)域的一個主要發(fā)展方向。
現(xiàn)介紹其中一種利用ARM技術(shù)、嵌入式實時內(nèi)核和TCP協(xié)議設(shè)計的現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集器。
1 現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集器的基本功能
“一線通”系統(tǒng)的基本架構(gòu)如圖1所示，3臺管理計算機互為冗余。
系統(tǒng)是面向設(shè)備管理的，基本功能可歸結(jié)為三點，即“監(jiān)”、“控’’和“報警”。“監(jiān)”是指管理機查詢設(shè)備的狀態(tài)；
控，是管理者通過監(jiān)控界面操縱現(xiàn)場設(shè)備；“報警”是當(dāng)設(shè)備運行狀態(tài)超越報警限時，及時向管理機報告。管理機監(jiān)控界面采用組態(tài)王6.5通用組態(tài)軟件進行設(shè)計。
“一線通”系統(tǒng)將監(jiān)測與報警合并。在現(xiàn)場，設(shè)備的DEC控制器和智能儀表通過485總線連接到數(shù)據(jù)采集器，在整理設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，根據(jù)狀態(tài)的變化，由采集器向管理機發(fā)送設(shè)備最新變化狀態(tài)。徹底避免了無謂的查詢，減輕了網(wǎng)絡(luò)的通信負(fù)荷。這就是數(shù)據(jù)采集器的由來。
現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集器的基本功能要求分為兩個方面。首先，要定期采集各DDC控制器(以下稱子站)和智能儀表中的狀態(tài)數(shù)據(jù)，并將狀態(tài)變化信息發(fā)送到管理機。其次，也要傳遞管理機對設(shè)備的控制命令。
2 現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集器的設(shè)計實現(xiàn)
設(shè)計采用了EasyARM2200開發(fā)板，CPU是Philips公司的32位嵌入式處理器LPC2210(ARM7TDMI-S核)。開發(fā)板基本結(jié)構(gòu)如圖2所示[1]。CPU采用11.059 2 MHz晶振，通過片內(nèi)鎖相環(huán)和外設(shè)分頻器，分別獲得44 MHz系統(tǒng)時鐘和11 MHz外設(shè)時鐘頻率。串行通信波特率為19 200 bps。
采集器用C語言編制實現(xiàn)。設(shè)計大致分四步進行。
(1) 協(xié)議設(shè)計
在“一線通”系統(tǒng)中，設(shè)備以采集器號、子站號和設(shè)備號惟一確定。管理機用采集器號區(qū)別局域網(wǎng)上的采集器。采集器用子站號標(biāo)識總線上的DDC控制器。同一子站下可能有不止一個設(shè)備，相互以設(shè)備號區(qū)分。
所有的狀態(tài)和控制數(shù)據(jù)都以設(shè)備為單位進行組織。通過工程項目的配置文件，系統(tǒng)中確定的設(shè)備與具體設(shè)備類型聯(lián)系起來。采集器中設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)塊格式定義為
設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)格式由設(shè)備類型數(shù)據(jù)協(xié)議規(guī)定。
采集器與子站的串行通信數(shù)據(jù)幀基本格式為
