面向重矿行业的开放式控制器中实时中间件研究及应用

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1、摘要摘要随着网络和通讯技术的发展，中间件已经逐渐成为实现分布计算的关键技术之一。中间件是位于硬件、操作系统平台和应用程序之间的通用服务系统。它具有标准的程序接口和协议，可实现不同硬件和操作系统平台上的数据共享和应用互操作。当今主流的分布式应用系统都是建立在中间件的基础之上。作为中间件面向分布式实时系统的改进，实时中间件为分布式实时系统应用提供了通用软件总线结构。它可以去除当前分布式实时系统中的不灵活结构，克服对专用平台的依赖性。因此中间件与实时系统的结合自然成为今后分布式实时系统的一个重要发展方向。开放式控制器是现代控制器技术的发

2、展热点。在满足系统实时性的前提下，利用实时中间件技术来构造控制器系统，可以充分实现控制器的开放目的，进而得到一种模块化、可重构、可扩充的控制系统结构，增强系统的柔性，并在控制器体系结构上给系统的更改和升级留下更大的空间，可以更加快速地响应新的任务和需求。本文提出基于实时中间件的开放式控制器体系结构的框架模型。该框架能够充分利用实时CORBA中间件规范的分布式计算性能，在满足系统实时性要求的前提下，实现系统资源的有机整合和优化利用。基于实时中间件的控制器软件结构的框架模型为系统开发提供了一种统一、兼容、可扩展性强的标准模式，为领域化

3、应用提供中性通讯机制，从而使系统研究人员集中到领域关键业务上。本文提出构件化控制器软件实现方法，论述了基于构件技术的控制器软件开发方法。通过对中间件构件化思想的分析，给出控制器软件系统的CCM(COR队ComponentModel)构件模型，并给出控制器构件组装技术及其实现过程，将各功能模块抽象为CcM构件，构建控制器系统的整体框架，其目的在于隐藏系统底层的实现细节，提高系统的重用性和移植性。本文对基于实时中间件的控制器通信模式进行深入分析，针对实时中间件缺乏对实时事件驱动的支持的现状，提出控制器软件中基于发布／订阅模式的事件通信

4、模型，提高了系统通信的实时性和可靠性。本文深入研究控制器系统服务器端的事件通信框架及其可配置性，提出新型事件相关性模型及其语法、语义，对其实现方式以及CCM模型的系统构建等重要问题进行深入研究，给出优摘要化的配置方案，使系统事件通信机制更具扩展性和适配性。本文介绍了基于实时中间件的控制器软件系统体系和框架，及其在重矿控制器中的应用，并给出基于TAO的开放式重矿控制器平台和典型应用场景下的控制系统构件实现，以及中间件实时事件服务在控制器故障诊断中的应用。关键词：开放系统，开放式控制器，实时中间件，实时CORBA，构件，事件通信ⅡAb

5、stractABSTRACTWiththedevelopmentofnetworkandcommunicationtechnologies，middlewarehasbecomeoneoftheimportantdistributedcomputingtechnologies．MiddlewarebelongstOthenormalservicesystemwhichislocatedbetweenhardware，operationsystemplatformandapplications．Ithasstandardinterf

6、acesandprotocolsfacingapplications，andcallhelpsharedandcooperativeaspectsbetweendifferenthardwareandoperationsystems．Currentlydistributedapplicationsystemsarealsobasedonmiddleware．Asanimprovementinreal—timeaspectofgeneralmiddleware，real-timemiddlewareprovidesagenuines

7、oftbusframework．ItwipesofftheineffectivepartofthesystemsanddecreasesthedependencetOspecificplatform．Therefore，thecombinationbetweenmiddlewareandreal—timesystemwillturnintoanimportanttrendindistributedreal—timesystem．Theideaaboutopencontrollerhasbecomeahotspotinmodemco

8、ntrollertechnologies．Applyingreal—timemiddlewaretechnologiesintoopencontrollerframeworkcanfullyrealizetheopeningintentionwit