智能儀表與PC機的以太網通信系統的研究

　　前言

　　目前，從工業控制的發展趨勢來看，不難發現以太網將會成為通信領域的主流技術，因其在性能和速度方面都有很大的提高，并且在全球范圍內得到了廣泛的應用。雖然它在工控領域得到了迅猛發展，但現有的以太網技術不能完全滿足對數據確定實時的要求，因此，現場總線基金會和一些從事工控方面的公司都采用了多種方法來改進以太網。人們設想直接修改以太網MAC協議方式，但它卻有著自身的不足——成本太高。另外，還有的研究人員想通過在數據鏈路層增加實時調度層的方式來提高實時性，再有就是采用以太網與TCP/IP相結合的方法，在本文中主要是采用MODBUS/UDP協議來減少網絡時延的方式來達到對數據實時性的要求。

　　在智能建筑行業中有很多監控方面的智能儀表，來達到對監控對象的實時監控，由于各種智能儀表的型號、通訊接口、通訊協議不同，無法直接進行網聯。隨著信息化網絡化的需求不斷提升，對監控對象數據的實時采集、精確控制和遠程協調提出了更高的要求。本文介紹了(1)在已有的以太網絡技術基礎上實現現場智能儀表的聯網，(2)利用MODBUS/UDP協議來進行對數據的準確可靠的實時傳輸和控制。如何將檢測到的數據上傳到檢測中心，檢測中心又如何將各種控制命令下發到各現場機，有多種方法，如利用GSM或CDMA等無線傳輸方法、DDN[2]等數據專線、IP網絡。在這些傳輸方案中，利用IP網絡無疑是理想的方法。

　　監測系統的組成

　　該系統基于互聯網技術，并采用B/S軟件構架，即Browser/Server(瀏覽器/服務器)結構，是隨著Internet技術的興起，對C/S結構的一種變化后改進的結構，在這種結構下，用戶界面完全通過WWW瀏覽器實現，一部分事物在前端實現，但是主要事物邏輯在服務器端實現，隨著Windows 98/Windows 2000將瀏覽器技術植入操作系統內部，這種結構更成為當今應用軟件的首選體系結構。

　　設計出了一個基于以太網構架的建筑監測系統[3]，如圖1所示。

　　系統由監控中心(服務器 PC機)、TCP/IP傳輸網絡、傳輸設備(機頂盒、多串口設備等)、現場機等組成。監控中心有權通過傳輸網絡與各監控設備連接，采集其檢測數據，或者發出控制指令。同時還可以分析、處理、查詢、存儲相關數據，是檢測系統的核心。