可重構設計的測控站監控系統研究與實現

　　硬件拓撲結構分布化是采用若干個智能的數據接口單元（DIU，data interface unit），能夠完成與多個不同數據接口設備的信息交換功能。智能的數據接口單元可以實現與具有串口（包括RS-232A、RS-422、RS- 485）、數字量接口、繼電器接口的測控設備連接，并將采集到的數據通過網絡接口發送至數據處理計算機，同時將監控系統的控制指令發送至測控設備。

　　軟件設計上引入可配置的控件概念，可將不同的測控設備抽象為不同類別的設備控件，通過接口配置軟件建立配置數據庫，并對測控站硬件設備通信鏈路和通信協議進行配置，利用圖形制作軟件繪制系統顯示圖形和參數表格，通過修改系統配置和顯示配置完成對新增加測控設備的支持。

　　在可重構監控系統中，各個測控設備如高功放(HPA)、上變頻器(CU)、場放(LNA)等都就近與智能的數據接口單元連接，或通過網絡直接與數據處理計算機連接。每個智能的數據接口單元可以管理具有串口接口的8路測控設備、8路數字量接口測控設備、4路繼電器接口的開關設備等。　　可重構監控系統的實現

　　在可重構監控系統中，實現硬件可重構的關鍵是設計具有智能管理和控制功能的數據接口單元DIU，它可以適應具有不同物理接口的測控設備，可以就近管理和控制測控設備，并將所有測控設備的信息轉換為網絡接口，轉發至數據處理計算機。

　　1 數據接口單元DIU

　　為了保證系統的運行穩定、可靠和配置靈活，以適應不同的應用需求，采用主流工業控制產品 PC104模塊進行二次開發。

　　① 數據接口單元實現的功能

　　● 提供8路全雙工通信的串行口，物理接口可以根據實際系統需要設置為RS-232C/RS-485/RS-422A，靈活適應受控設備的信息接口。

　　● 提供8路光電隔離的數字量輸入和8路繼電器輸出接口。

　　● 提供1路10/100M自適應以太網數據接口，接口為RJ-45。

　　● 通過網絡自動轉發將受控設備的信息發至MCS操作計算機。

　　● 接收來自監控計算機的控制信息，自動轉發至指定的受控設備。

　　● 通過監控計算機可以對DIU進行運行參數配置，包括通信速率、DIU工作方式等。

　　● MCS操作計算機可以查詢DIU的運行狀態信息。

　　② 數據接口單元的實現

　　硬件設計采用適應工業控制環境的PC104 586工業控制機和接口模塊。

　　CPU：300MHz主頻；32MB DRAM內存；16個中斷；2個RS-232C標準串行口；10M/100M BASE-T標準網絡接口；支持鼠標/鍵盤/軟驅/IDE硬盤接口，支持IDE Flash電子盤。

　　通信卡：支持8通道RS-232C/RS-422A/RS-485標準串行通信，每一通道均可單獨設置。每個通道最高支持115.2KB/s的通信速率。

　　數據采集卡：支持8通道光電隔離DI，8通道繼電器輸出。每一路輸入均可支持DC或AC輸入，輸入均支持SPDT模式，具有三種狀態：公共端、常開、常閉，轉換速率為5ms。

　　③ 嵌入式軟件設計

　　數據接口單元的軟件設計采用嵌入式系統設計，我們選用Linux作為開發平臺，需要完成的工作有：

　　● 通過宿主機對Linux進行合理的裁剪。由于嵌入式系統的容量有限，必須將龐大的Linux進行剪裁，適應嵌入式的應用。

　　● 實現Linux對電子盤DOC2000的驅動。

　　● 設計對擴展的8路串口通信卡的驅動程序。

　　● 設計數字I/O卡的Linux系統驅動程序。

　　● 根據數據接口單元實現的功能，設計數據處理的應用程序。

　　● 將穩定的Linux映像燒寫到電子盤DOC2000里面。

　　數據接口單元設計完成后，則作為沒有輸入、輸出外設的智能管理設備，管理和控制所屬的測控設備。

　　2 可配