智能小區(qū)局域網(wǎng)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集器的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn).pdf

1、自上世紀(jì)90年代以來，隨著通信、信息和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，以實(shí)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(shè)中的一個(gè)主要發(fā)展方向。上海市科委科技攻關(guān)項(xiàng)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(shè)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(jìn)行整合，并實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一的監(jiān)控操作管理平臺(tái)。該系統(tǒng)切合住宅小區(qū)特點(diǎn)，配置合理、實(shí)用性強(qiáng)，并具有很好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。 現(xiàn)場(chǎng)數(shù)

2、據(jù)采集器是“一線通”系統(tǒng)的重要中間設(shè)備。它以目前主流的32位ARM結(jié)構(gòu)微處理器加實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)μC/OS-II（v2.52）為嵌入式開發(fā)平臺(tái)；通過RS485總線連接現(xiàn)場(chǎng)儀表設(shè)備，并與管理計(jì)算機(jī)通過以太網(wǎng)通信?！耙痪€通”系統(tǒng)由此得以很好地實(shí)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(chǎng)數(shù)據(jù)采集器的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，介紹了以下幾方面的工作內(nèi)容： 1) 在對(duì)工程項(xiàng)目具體要求和特點(diǎn)進(jìn)行歸納研究的基礎(chǔ)上，確定了現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集

3、器在系統(tǒng)中的基本功能和主要任務(wù)。并通過市場(chǎng)情況調(diào)研，并確定了以ARM結(jié)構(gòu)微處理器加實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)內(nèi)核μC/OS-II的嵌入式實(shí)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(diǎn)，確定了以儀表設(shè)備對(duì)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(shè)計(jì)了相關(guān)的串行通信協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)通信應(yīng)用協(xié)議。這樣的協(xié)議體系通用性好，規(guī)范性強(qiáng)，并可方便地?cái)U(kuò)展各類具體儀表設(shè)備對(duì)象的類型協(xié)議，使數(shù)據(jù)采集器能很好地適應(yīng)各類不同子系統(tǒng)的應(yīng)用要求。 3)

4、現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集器的主要設(shè)計(jì)特點(diǎn)在于將監(jiān)測(cè)與報(bào)警功能合并。通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)的定期采集和整理，確定狀態(tài)的變化情況，并及時(shí)主動(dòng)地向管理計(jì)算機(jī)傳送最新狀態(tài)數(shù)據(jù)。不同于單純的設(shè)備狀態(tài)服務(wù)器，它使管理計(jì)算機(jī)無需對(duì)它進(jìn)行定期的設(shè)備狀態(tài)查詢，更好地滿足了監(jiān)控實(shí)時(shí)性的要求，同時(shí)大大減少了網(wǎng)絡(luò)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(shè)計(jì)都體現(xiàn)了這一特點(diǎn)。 4) 完成了現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集器原理電路圖的設(shè)計(jì)。它包括ARM結(jié)構(gòu)的微處理器LPC2210的

5、應(yīng)用系統(tǒng)、兩路RS485接口電路、一個(gè)由以太網(wǎng)控制器RTL8019構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)接口，以及人機(jī)界面和電源。 5) 現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集器應(yīng)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(shí)時(shí)操作系統(tǒng)內(nèi)核μC/OS-II（v2.52）的支持，以C語言為主設(shè)計(jì)并調(diào)試完成的。它包括8個(gè)獨(dú)立運(yùn)行的任務(wù)進(jìn)程，以及3種相關(guān)外設(shè)的中斷服務(wù)程序。應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集、遠(yuǎn)程控制、協(xié)議格式轉(zhuǎn)換、信息整理存儲(chǔ)、狀態(tài)變化發(fā)送和實(shí)時(shí)查詢，遠(yuǎn)程配置以及簡(jiǎn)單的

6、設(shè)置顯示界面等功能。 6) 圍繞現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集器的設(shè)計(jì)開發(fā)，對(duì)ARM結(jié)構(gòu)微處理器的特點(diǎn)，實(shí)時(shí)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(yīng)的介紹。 現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集器在軟硬件綜合調(diào)試和系統(tǒng)聯(lián)機(jī)調(diào)試通過后，已被成功地應(yīng)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(shè)計(jì)，以及軟硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開發(fā)等都是成功的?！霸跍y(cè)