智能小區(qū)局域網(wǎng)現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集器的設計實現(xiàn).pdf

1、自上世紀90年代以來，隨著通信、信息和網(wǎng)絡技術(shù)的飛速發(fā)展，以實現(xiàn)方便、舒適、高效、安全和環(huán)保節(jié)能為目的的建筑智能化成為住宅建設中的一個主要發(fā)展方向。上海市科委科技攻關(guān)項目智能小區(qū)“一線通”系統(tǒng)率先打破了舊式智能小區(qū)的安全防范、設備監(jiān)控、物業(yè)管理等子系統(tǒng)各自布線，互不兼容的低效落后局面，將它們通過小區(qū)寬帶局域網(wǎng)進行整合，并實現(xiàn)了統(tǒng)一的監(jiān)控操作管理平臺。該系統(tǒng)切合住宅小區(qū)特點，配置合理、實用性強，并具有很好的經(jīng)濟和社會效益。 現(xiàn)場數(shù)

2、據(jù)采集器是“一線通”系統(tǒng)的重要中間設備。它以目前主流的32位ARM結(jié)構(gòu)微處理器加實時操作系統(tǒng)μC/OS-II（v2.52）為嵌入式開發(fā)平臺；通過RS485總線連接現(xiàn)場儀表設備，并與管理計算機通過以太網(wǎng)通信?！耙痪€通”系統(tǒng)由此得以很好地實現(xiàn)了各子系統(tǒng)在小區(qū)局域網(wǎng)上的集成與數(shù)據(jù)傳輸。 本文主要圍繞著現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集器的設計實現(xiàn)，介紹了以下幾方面的工作內(nèi)容： 1) 在對工程項目具體要求和特點進行歸納研究的基礎上，確定了現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集

3、器在系統(tǒng)中的基本功能和主要任務。并通過市場情況調(diào)研，并確定了以ARM結(jié)構(gòu)微處理器加實時操作系統(tǒng)內(nèi)核μC/OS-II的嵌入式實現(xiàn)方案。 2) 根據(jù)數(shù)據(jù)采集器要面向不同類型子系統(tǒng)的特點，確定了以儀表設備對象為基本單位的數(shù)據(jù)組織協(xié)議。并根據(jù)功能要求設計了相關(guān)的串行通信協(xié)議和網(wǎng)絡通信應用協(xié)議。這樣的協(xié)議體系通用性好，規(guī)范性強，并可方便地擴展各類具體儀表設備對象的類型協(xié)議，使數(shù)據(jù)采集器能很好地適應各類不同子系統(tǒng)的應用要求。 3)

4、現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集器的主要設計特點在于將監(jiān)測與報警功能合并。通過對現(xiàn)場狀態(tài)的定期采集和整理，確定狀態(tài)的變化情況，并及時主動地向管理計算機傳送最新狀態(tài)數(shù)據(jù)。不同于單純的設備狀態(tài)服務器，它使管理計算機無需對它進行定期的設備狀態(tài)查詢，更好地滿足了監(jiān)控實時性的要求，同時大大減少了網(wǎng)絡通信量。有關(guān)采集器的內(nèi)部數(shù)據(jù)組織體系和數(shù)據(jù)處理方法的設計都體現(xiàn)了這一特點。 4) 完成了現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集器原理電路圖的設計。它包括ARM結(jié)構(gòu)的微處理器LPC2210的

5、應用系統(tǒng)、兩路RS485接口電路、一個由以太網(wǎng)控制器RTL8019構(gòu)成的網(wǎng)絡接口，以及人機界面和電源。 5) 現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集器應用程序是在ADS1.2集成開發(fā)調(diào)試環(huán)境中，利用嵌入式實時操作系統(tǒng)內(nèi)核μC/OS-II（v2.52）的支持，以C語言為主設計并調(diào)試完成的。它包括8個獨立運行的任務進程，以及3種相關(guān)外設的中斷服務程序。應用程序?qū)崿F(xiàn)了現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、遠程控制、協(xié)議格式轉(zhuǎn)換、信息整理存儲、狀態(tài)變化發(fā)送和實時查詢，遠程配置以及簡單的

6、設置顯示界面等功能。 6) 圍繞現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集器的設計開發(fā)，對ARM結(jié)構(gòu)微處理器的特點，實時操作系統(tǒng)μC/OS-II及其移植使用，以太網(wǎng)控制器RTL8019AS，嵌入式TCP/IP協(xié)議棧等的使用研究幾方面也都作了相應的介紹。 現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集器在軟硬件綜合調(diào)試和系統(tǒng)聯(lián)機調(diào)試通過后，已被成功地應用于平江小區(qū)、金色家園等多處智能化小區(qū)工程中。使用結(jié)果表明，其功能定位、方案規(guī)劃、協(xié)議設計，以及軟硬件系統(tǒng)的設計開發(fā)等都是成功的?！霸跍y