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1、第6期(总第199期)机械工程与自动化No.62016年12月MECHANICALENGINEERING&AUTOMATIONDec.文章编号:1672-6413(2016)06-0061-02半实物仿真平台中RPC的设计实现﹡刘小舟1,龙辛2,刘智磊1,朱方镇3(1.湖南省风电装备与电能变换协同创新中心(湘潭大学),湖南湘潭411105;2.湘电风能有限公司,湖南湘潭411105;3.湖南优利泰克自动化系统有限公司,湖南长沙410005)摘要:基于分布式网络设计的半实物仿真平台需要在上位机与底层硬件中实现实时通信任务,基于Simulink建模环境的特殊性以及底层嵌入式操作系统的特点,提
2、出一种采用远程网络过程调用(RPC)的设计方式,在建模环境和底层嵌入式操作系统中分别设计了客户端与服务端,通过对AIO模块的IO功能测试验证了本方法的可行性。关键词:RPC服务;Simulink;跨平台通信;半实物仿真中图分类号:TP391.9文献标识码:A0引言用户而言,其函数调用表面上就与传统的函数调用一对于半实物仿真平台而言,数学建模的便利性是样,只是执行的本体从本地转移到了远程端。RPC服务其核心指标之一,Simulink自身提供了强大的仿真功总共包含10个步骤,其远程过程调用流程如图2所示。能,可以便捷地实现数学模型的构建与仿真,但是其与硬件的交互有一定的局限性。因此如果能够提
3、高Simulink与硬件IO模块交互的便利性,发挥其在数学建模方面的优势,将Simulink作为半实物仿真平台的上位机建模环境是一个值得探讨的技术方案。在MATLAB／Simulink平台上搭建半实物仿真系统,其关键之处在于MATLAB／Simulink与硬件实物之间[1-3]如何接口。本文利用远程网络过程调用(RPC)功能实现了Simulink中Lib库与底层硬件IO的直接数据交互,通过此方法可以较为方便地实现Simulink与硬件IO数据的交互,可以以此为基础构建半实物仿真系统的建模环境。1半实物仿真平台的结构图1半实物仿真平台总体结构图2RPC远程过程调用流程本文中的半实物仿真平台
4、基于分布式网络架构实3半实物仿真平台中RPC的实现现,结构上可以分为底层软硬件系统与上位机建模环3.1MIO模块功能境。其中底层硬件系统包括内核为PowerPC的CPU半实物仿真平台中RPC最主要实现的功能为模块、底板模块以及IO模块;软件方面由VxWorksMIO模块,它基于底层MIOLIB库设计,是将底层IO操作系统以及IO模块驱动程序组成;上位机建模环模块库函数提供给RPC调用的封装层,主要用于提供境为Simulink,连接上位机环境与底层软硬件系统的统一的底层模块操作接口函数给上位机建模环境使纽带为RPC服务,该服务通过Simulink中编写的Lib用,支持上位机对IO模块的控制
5、、管理以及监控,包库进行封装。半实物仿真平台总体结构如图1所示。括模块配置信息的读取更换、IO通道数据的设定以及2RPC介绍获取、运行状态监测等。该模块最上层是RPC调用接RPC是一种基于C／S模式的远程过程调用,它将口,客户端调用服务器的RPC服务后,查找对应的一个服务的请求和执行分散在客户和服务器之[4-5]MIO封装库函数后调用底层的驱动函数,获取模块参间。客户端首先在本地进程中将RPC系统服务数。MIO库调用流程如图3所示。其中,封装的mio程序需要的参数进行打包,然后通过网络调用程序向库中包括:mio_getvalue(),mio_setvalue(),mio_ge-服务器请求
6、过程调用服务,最后进入等待过程。而服terro(),mio_getcardinfo(),mio_getchan_data()。务端程序接收到一个远程过程调用请求后,从休眠状3.2服务端实现态进入工作状态,解析远程数据包,还原客户端的本地RPC服务端运行在底层操作系统VxWorks上调用过程,然后将得到的运算结果返回给客户端,完成面,作为一个任务被执行。RPC服务启动步骤如下:一次完整的RPC调用过程。在这个操作过程中,对于﹡国家“863”计划项目(2006AA05Z401)收稿日期:2016-03-24;修订日期:2016-09-29作者简介:刘小舟(1991-),男,湖南邵阳人,在读硕
7、士研究生,主要研究方向为新能源风电控制系统。·62·机械工程与自动化2016年第6期①在VxWorks中启动RPC服务;②初始化必要的参……数;③需要注销系统中的同名任务,这一步是为了保证data=mio_prog_(handle,name,format,card,chan);／／填充参数,获取模块数据系统的稳定;④注册网络通信方式,这里有UDP与……TCP／IP两种通信方式;⑤处理RPC服务请求,这一y0[0]=data;／／模块
