基于現場總線的嵌入式遠程監控系統設計

0 引 言
當今，工業控制系統的網絡化、標準化一直是業界比較關注的課題，對于大型的工業現場，由于被控對象、測控裝置等設備的地域分散性，以及控制任務的實時性要求，大多數控制設備還停留在單點本地通信，其作用距離短，無法實現與企業信息網絡的相互融合。隨著計算機、網絡通信和Internet技術的飛速發展和不斷進步，嵌入式系統在家庭和工業等多個領域得到越來越廣泛的應用，而如何將嵌入式系統和基于嵌入式的現場總線工業控制系統接入Internet，利用嵌入式系統作為中間件實現對FCS群控系統的遠程管理和控制，已成為人們越來越關注的研究課題。
基于Web的B／S模式的遠程監控技術具有非常重要的特點：即只要是有Internet接入的地方，用戶就可以通過Internet登錄服務器，對現場設備群進行遠程監控和管理。這里從監控設備的網絡化出發，利用現場總線、嵌入式系統和Internet技術的優勢，設計一種基于B／S模式、具有高可靠性和高安全性的嵌入式遠程監控系統架構。

l 嵌入式系統與現場總線
1．1 嵌入式系統
嵌入式系統是以應用為中心，以計算機技術為基礎，并且軟硬件可裁剪，適用于對功能、可靠性、成本、體積、功耗有嚴格要求的專用計算機系統。一般，嵌入式系統由處理器、存儲器、輸入／輸出設備和軟件(包括操作系統和應用程序)4部分組成。由于Internet技術的滲透，嵌入式系統正變得越來越智能化并具有越來越多的網絡友好特性。Internet技術的飛速發展，給嵌入式系統進入工業控制提供了絕佳的途徑。在現場儀表和工業設備層之間應用嵌入式技術是工業監控系統的發展趨勢，而把嵌入式技術和Internet技術結合起來用于現場測控系統中，使得整個工控網絡易于和信息網絡實現無縫連接。
1．2 現場總線技術
現場總線技術是將專用微處理器置入傳統的測量控制儀表，使之數字化、智能化，采用可進行簡單連接的雙絞線等介質將位于現場的各種智能設備及各種控制設備連接成網絡系統，并按公開、規范的通信協議進行數據傳輸與信息交換。它突破了DCS相對封閉的限制，將測控任務分散到現場設備中，上位計算機只負責監控以及一些復雜的優化和先進控制的功能。它依靠具有數據采集、運算、控制、通信能力的微處理芯片，通過現場數字化儀表對工業生產裝置實現徹底的分散控制。它以現場分散的測量點，控制儀表的單個點作為網絡節點，將這些點以總線形式連接起來，形成現場總線控制系統。