基于LonWorks的機(jī)載智能分布控制網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)研究.pdf

1、現(xiàn)場總線技術(shù)具有可靠性高、穩(wěn)定性好、抗干擾能力強(qiáng)、通信速率快、造價(jià)和維護(hù)成本低等特點(diǎn)。該技術(shù)的出現(xiàn)解決了傳統(tǒng)現(xiàn)場控制系統(tǒng)自身存在的無法克服的缺陷，使得構(gòu)建高性能、高可靠的分布式工業(yè)控制監(jiān)測系統(tǒng)成為現(xiàn)實(shí)。目前，它正以前所未有的速度在工業(yè)控制領(lǐng)域得到推廣和應(yīng)用?，F(xiàn)場總線技術(shù)的迅速發(fā)展為飛行數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的發(fā)展提供了良好的機(jī)遇，同時(shí)也對我國當(dāng)前水平較低的飛行數(shù)據(jù)測試技術(shù)提出了挑戰(zhàn)。 LonWorks技術(shù)作為幾種有影響的現(xiàn)場總線技術(shù)之一，

2、是一種開放的、可互操作的控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。它具有高可靠性、安全性、互操作性、易于實(shí)現(xiàn)和組網(wǎng)靈活等特點(diǎn)。這些特點(diǎn)使得LonWorks技術(shù)應(yīng)用非常廣泛。國外已經(jīng)對LonWorks技術(shù)在航空領(lǐng)域中的應(yīng)用展開了廣泛的研究，然而LonWorks技術(shù)在國內(nèi)尚處于起步階段。 本文參照LonWorks技術(shù)相關(guān)協(xié)議，結(jié)合機(jī)載測控技術(shù)的要求，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一套智能分布控制網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，主要應(yīng)用于飛機(jī)飛行參數(shù)的采集和處理，還可以應(yīng)用于一些工業(yè)控制場合和

3、智能樓宇控制等。該系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，主從式結(jié)構(gòu)，由一個(gè)網(wǎng)絡(luò)管理節(jié)點(diǎn)和四個(gè)數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)組成。網(wǎng)絡(luò)管理節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行控制、對四個(gè)數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)進(jìn)行配置、負(fù)責(zé)采集數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、PCM信號(hào)生成以及系統(tǒng)時(shí)控信號(hào)發(fā)送等。網(wǎng)絡(luò)管理節(jié)點(diǎn)采用PC/104嵌入式計(jì)算機(jī)作為主控制器，并采用Microsoft Windows98操作系統(tǒng)，以支持LonWorks網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。四個(gè)數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)分別采集飛行試驗(yàn)中的直流電壓、熱電阻、應(yīng)變、頻率計(jì)數(shù)等四類信號(hào)。節(jié)點(diǎn)之間采用L

4、ON總線通訊。LON總線的通信媒體為雙絞線，通信速度為1.25Mbps。 在四個(gè)數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)中，以神經(jīng)元芯片F(xiàn)T3150和微控制器C8051F064為核心，它們之間采用NeuroWire方式實(shí)現(xiàn)了全雙工通信。在數(shù)字量節(jié)點(diǎn)中，頻率，計(jì)數(shù)、周期的測量由CPLD來完成，達(dá)到了很高的測量精度。此外，系統(tǒng)還設(shè)計(jì)了標(biāo)準(zhǔn)的RS232接口，以利于系統(tǒng)功能的擴(kuò)展。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，系統(tǒng)滿足了機(jī)載數(shù)據(jù)采集的速度要求和節(jié)點(diǎn)間的同步性要求，基本滿