面向信息物理融合的火災探測系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、隨著科技進步和社會發(fā)展，工業(yè)控制自動化領(lǐng)域成了信息物理融合系統(tǒng)(Cyber-physicalsystems，CPS)一個重要的應用領(lǐng)域。CPS是一種基于3C(Computation，Communication，Control)技術(shù)的新型智能系統(tǒng)，它能有效協(xié)調(diào)和分配資源，提供靈活、高效、智能的網(wǎng)絡化信息服務，實現(xiàn)工控系統(tǒng)在廣域時空下的環(huán)境感知。CPS由信息空間和物理空間組成，信息物理空間融合的本質(zhì)是在共享空間中發(fā)現(xiàn)和建立對偶關(guān)系。

2、　　 本文論述的火災探測系統(tǒng)引入CPS思想，在不損失工業(yè)控制系統(tǒng)實時性和可靠性的前提下，使原本單一、封閉和孤立的火災探測系統(tǒng)擁有網(wǎng)絡化、可擴展性佳，支持遠程協(xié)作，終端接入方便等優(yōu)點。本系統(tǒng)通過建立服務層次上的對偶關(guān)系，使網(wǎng)關(guān)、數(shù)據(jù)服務器、監(jiān)控終端和管理服務器四大子系統(tǒng)協(xié)同運作，實現(xiàn)對煙感探測設(shè)備的網(wǎng)絡化管理。本文主要介紹面向信息物理融合的火災探測系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)。
　　 第一，本文在系統(tǒng)需求的基礎(chǔ)上，給出了面向信息物理融合的火

3、災探測系統(tǒng)的系統(tǒng)模式設(shè)計和系統(tǒng)架構(gòu)方案，并詳細描述了系統(tǒng)通信報文棧的設(shè)計、封裝與實現(xiàn)。
　　 第二，本文描述了網(wǎng)關(guān)子系統(tǒng)和網(wǎng)關(guān)-RS485網(wǎng)絡的設(shè)計，以及實現(xiàn)中使用的關(guān)鍵技術(shù)，介紹了控制串口設(shè)備的編程方法，給出了網(wǎng)關(guān)子系統(tǒng)串口管理、網(wǎng)絡管理、初始化管理、實時狀態(tài)管理、傳感器通信和日志管理六大模塊的實現(xiàn)方式。
　　 第三，本文介紹了數(shù)據(jù)服務器子系統(tǒng)的設(shè)計，以及如何通過多線程編程和異步Socket編程提高系統(tǒng)運行效率的方法。

4、給出了數(shù)據(jù)服務器子系統(tǒng)連接管理、報文調(diào)度管理和日志管理三大模塊的實現(xiàn)方式，具體描述了報文調(diào)度管理模塊的實現(xiàn)方法。
　　 第四，本文介紹了監(jiān)控終端子系統(tǒng)的設(shè)計，以及如何在系統(tǒng)中設(shè)置定時器來定期執(zhí)行任務的方法。給出了監(jiān)控終端子系統(tǒng)身份驗證模塊、實時監(jiān)控模塊、設(shè)備管理模塊、連接管理模塊和日志管理模塊五大模塊的實現(xiàn)方式，具體描述了設(shè)備管理模塊的實現(xiàn)方法。
　　 第五，本文描述了管理服務器子系統(tǒng)的設(shè)計，給出了權(quán)限管理系統(tǒng)和負載均衡