基于lonworks技术的高速数据采集系统的设计

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1、万方数据基黟馨鬻鬻霉謦甥于数，二：：，■乏．．碧广O≤錾i基于￡onworks技术的高速数据采集系统的设计．’0虿技术的吉I-a]速数据采集系统的设计。L．on，Work．s婴挈总竺‘登。l_紫’誊詈旱E!以_c：『：竺I，。。f舶I司推出的局部操作网络，为集散式监控系统提供了很强的实I'_·ft：n．．“、I、t⋯．卜z吼舢j￡^nJ。Ll、^LON-Pc遗硝现于段’贼刃当7觋们则珑明出玟仪不￡一‘。．I。。厂品i画r1现有大多LON网络的智能节点应用中，数据采集系统通IlIL——J常采用单片机或DsP(数字信号处理器)作为cPu，控制ADcl阂l阂‘闳—闳(模／数转换器)．存储器

2、和其他外围电路的工作。但是单片l⋯lI机的时钟频率较低，难以适应高速数据采集系统的要求。而l麟ll黧Il嬲lI翥鬣IDSP虽然可以实现较高速的数据采集，但其速度提高的同时也提高了系统的成本。FPGA(现场可编程门阵列)有单片机图一基于Lonworks技术的高速数据采集系统结构框图和DSP无法比拟的优势：时钟频率高，内部时延小；全部控该高速数据采集模块是基于FPGA架构来设计的。FPGA制逻辑由硬件完成，速度快，效率高；组成形式灵活，可以是整个系统的控制中心和数据交换桥梁，而且能够实现对底集成外围控制、译码和接口电路。层的信号快速预处理。在很多信号处理系统中，底层的信号1基于Lonwo

3、rks技术的高速数据采集系统结构预处理算法要处理的数据量很大，对处理速度要求很高，但1．1系统硬件结构设计算法结构相对比较简单，适于用FPGA进行硬件编程实现。LON收发模块采用收发器FTT-IOA，支持自由拓扑结构，将数据传递至LON总线。★基金项目：华东交通大学校立基金[OTXX04]IDN—Pc适配器采用Lonworks网卡PLcTA-20，将IDN总线917万方数据与Pc管理机连接起来，从而将LON总线数据交换到Pc管理机。1．2软件结构设计软件设计包括：数据采集软件设计和控制软件设计。(1)数据采集软件设计当上位机发出采集数据指令后，通过网络变量送到相应的节点，然后控制外部

4、传感器执行相应的数据采集指令，并将采集到的数据经A／D转换送到神经元芯片，再经过网络变量传递，经OPCServer接13传递给客户端程序，并进行图形化显示给操作者。这一流程可以不断循环进行，直到满足所有条件为止。这一部分的总体流程如图二所示．垃声，D转糟崾韩＆入FPG^芯片到日t避入鬻韪群隅P埔譬鎏三嚣茹”撇量型tl】K图二采集程序流程图图三控制程序流程图本部分的主要功能是将采集到的模拟信号通过电平转换、滤波及多路开关后分成8路信号，再进行A／D转换变成数字量，经过加工处理后，送至网络数据库，自动改写其中的网络变量的值。这一部分的总体流程如图三所示。(2)控制软件设计控制软件主要是负

5、责对底层设备的控制。当控制中心在监控软件下发出控制指令，经OPCServer传递给LonWorks网络。通过网络变量送到对应的节点，在经过D／A转换，底层设备接收后开始数据采集，然后进行检测是否有下—个控制指令。这一流程也是可不断循环直到满足所有条件为止．2上位机与LON网络之间通信的实现在本系统设计过程中，LON网络与上位机之间的数据交换接口是一个关键环节，在本系统采用OPCServer来实现。2．IOPC技术简介OPC(OLEforProcessControl，用于过程控制的对象链接与嵌入)是一个工业标准，它是许多世界领先的自动化软，硬件公司与微软公司合作的结晶．OPC规范为数据

6、的相互访问提供了一组标准接口，应用程序与设备驱动程序之间只要符合该标准接口的要求，就可以连接在一起进行数据交换从而解决了上位机监控软件的新问题。采用OPC机制可以方便地对系统进行扩充而不必对软件进行重构。2．2OPC服务器在本系统中的应用本系统中，OPC服务器选择EasylonOPCserver，网络适配器选择PCLTA-20。根据LonWorks网络的监控网络的结构及OPC服务器在LonWorks网络中的应用模式，实现了基于EasylonOPCserver现场数据采集，结构如图四所示。智能节点l】(智能节点2l⋯f智能节点n卧．矧㈧幅设鲁ll垃鲁II设鲁ll设鲁图四基于EasyIo

7、nOPCserver现场数据采集LonWorks暖]络节点之问的通信主要是通过网络变量来实现的，如图五所示。数据采集的过程就是实时、准确地从LonWorks网络的每个节点读取网络变量并进行数据库操作的过程。因此，建立了网络数据库，在网络数据库中包含网络变量(域、子网、节点来定义识别)以及将这些变量与OPC标签(包含地址、数据类型，别名)之间一一对应起来的方法。因万方数据：竺：呐．黝：!筌竺竺3结束语9￡ul啊t．ka喇Ia■％蝴嬲⋯7’、7”0￡u丑吐咖删