数据采集与通讯

关键词： 钢尺 全站仪 数据

数据采集与通讯（精选十篇）

数据采集与通讯 篇1

对于用户来说, 最重要的关键设备就是用户接收机 (GPS接收机) 。很多情况下, 用户都是用计算机和GPS接收机通信, 将GPS信息导入计算机然后再处理。而VC由于其在和GPS接收机的通信及后面的数据处理应用方面的强大威力, 成为许多用户开发GPS应用程序的首选开发语言。该文将介绍利用VC编写计算机与GPS接收机的通信和Windows消息的传递

及多线程的GPS应用程序。

1 GPS用户端的数据录取及数据输出格式

GPS数据传送分为同步串行传送和异步串行传送。在计算机与GPS通讯进行数据传送时, 都采用异步串行传送方式。GPS作为数据终端设备 (DTE) 与计算机 (DCE) 之间利用D型RS 232C电缆接口进行数据交换。从数据输出形式来看, GPS的输出分为两类:二进制码与十进制ASCII码。

二进制码是用0和1表示的编码。此种编码虽然不直观, 但运算方便, 在计算机中应用非常普遍。目前通用的字长为8位, 可用两位16进制数表示。在编码时, 一个二进制数由小数点向左, 每4位一分, 不足4位前面补0, 组成整数部分。由小数点向右, 每4位一分, 不足4位前面补0, 组成小数部分。输出/输入二进制数据流的格式是低字节/高字节排列, 每一个字节的输出次序是从最低有效位到最高有效位。GPS的原始观测量、星历以及其他数据都采用了二进制编码。为了满足异步串行通讯的要求, 每一组数据须包含三个部分:字头块、数据块和结束符。字头块包括电文的标志和语句名。数据块包括电文中的全部数据。结束符包括校验和与回车换行。各种GPS接收机的数据格式在总体结构上相同, 但具体采用的符号、内容、字长等各不相同。因此, 在编写软件之前, 需知道此数据的具体结构。另外, 在编写软件时, 为了确保数据的传送和采集质量, 必须进行校验和检验。

十进制码比较直观, 易于识别和应用。GPS的统一标准格式NMEA 0183输出就采用ASCII码。其格式定义如下:

比特率:4 800 b/s;数据位:8 b;奇偶校验:无;开始位:1 b;停止位:1 b

2 基本串行通讯协议程序

2.1 初始化程序段

2.2 设置串行通讯环境

DCB dcb;SetCommState (m_hComm, &dcb) ;

DCB是串行通信设备的控制字, 对GPS来说, 要设置比特率、数据位、奇偶校验、开始位、停止位、还要设置RTS、DTR等串行通信协议。

2.3 设置串行通讯时限

COMMTIMEOUTS commtimeouts;SetCommTimeouts (m_hComm, &commtimeouts) ;

COMMTIMEOUTS是一个结构, 读和写的间隔字符的时间和总共的时间, 单位是毫秒。通过上面的设置, 就可以进行串口的读和写。

2.4 读、写串口程序

读语句:DWORD iLength;void*pBuffer;DWORD pReadFact;ReadFile (m_hComm, pBuffer, iLength, &pReadFact, NULL) ;

读到的数据放在内存pBuffer里, pBuffer要先申请好内存空间, iLength为需要读的数据长度, pReadFact存放实际读的数据长度。

写语句:

DWORD iLength;void*pBuffer;DWORD pReadFact;WriteFile (hComm, pBuffer, iLength, &pWriteFact, NULL) ;

要写的数据放在内存pBuffer里, iLength为需要写的数据长度, pReadFact存放实际写的数据长度。

3 通讯程序中的多线程语句及Windows消息传递

相对于GPS数据处理, 计算机和GPS的通信要慢得多, 而且和GPS的通信还有可能要阻塞, 有时计算机还需要和多台GPS通信所以如果应用程序写成单线程的话, 是很不理想的选择。

写多线程的程序主要是给GPS通信的读和写分别开一个线程。开线程的API如下:

由于篇幅关系, 具体参数含义请参见MSDN。

在写多线程程序时, 一定要仔细考虑须传递的参数结构。还有, 在写多线程程序时还要考虑线程的同步问题, 这主要通过下面的API来解决;

DWORD WaitForSingleObject (HANDLE hHandle, DWORD dwMilliseconds) ;

HHandle是需要同步的对象的句柄, 本程序中取m hComm, 即串口句柄。DwMilliseconds是等待的时间, 一般取INFINITE, 即无限等待。

此外, 由于是多线程程序, 当计算机和一个GPS通信完成时, 必须要通知GPS数据处理线程, 现在可以处理数据了。然后通信线程继续和GPS通信, 数据处理线程开始处理数据。

通信线程和数据处理线程之间的通信就是采用Windows的消息机制。发送消息的API如下:

BOOL PostMessage (HWND hWnd, UINT Msg, WPARAM wParam, LPAPAM IParam) ;

HWnd是数据处理线程的窗口句柄。Msg是自定义的消息标识, 比如接收成功 (WM RECEIVEK) 等等。wParam和LParam是需要传递的消息参数, 比如可以将接收到的数据传递给数据处理线程等等。

4 结束语

在实际工作中, 我们一般采用以下几个步奏, 外场数据采集, 数据回送 (其中包含远程光缆数据传输和人工回送) , 之后通过D型RS-232C接口的连接, 完成本文采用的———GPS接收机和计算机之间的的数据通讯, 从而实现数据传递以及相关的数据处理。虽然GPS接收机有不同的具体数据格式, 但是应用本文所论述的技术, 依然可以编写出一个实用的GPS应用程序。目前这个方法, 用在实际工作中经验证, 数据传输不存在误码, 稳妥可靠。

参考文献

[1]王广运, 郭秉义, 李洪涛.差分定位技术与应用[M], 北京:电子工业出版社, 1998.

数据通讯工程师个人求职简历 篇2

姓 名： 求职资料下载

性 别： 男

年 龄： 22岁

婚姻状况： 未婚

最高学历： 本科

政治面貌： 群众

现居城市： 武汉

籍 贯：湖北

电 话： ×××××××××××

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求职意向

工作类型： 全职

期望薪资： 面议

工作地点： 湖北

求职行业： 信息产业、计算机

求职职位： 数据通信工程师

教育经历

-09 - -06 武汉科技大学 电子信息工程 本科

专业描述： 高等数学，数据通信。C语言，计算机应用，物理，微积分等课程

自我评价

数据采集与通讯 篇3

【关键词】OPC技术；DCS与PLC数据通讯；应用

【中图分类号】F224-39【文献标识码】A【文章编号】1672-5158（2013）07-0119-02

引言

随着我国计算机技术的不断发展，其为我国工业生产提供了更为有效的管理方式和控制方式。在我国工业生产中，控制技术以及网络通讯技术等技术有了突飞猛进的发展，其为我国工业生产提供了非常有效的技术支持。OPC技术是我国工业控制中十分常用的技术，其对工业生产的有效开展提供了重要的技术支持。通过OPC技术可以有效实现不同的控制系统同数据监控系统间形成有效的数据通信，进而保证工业生产有效进行。

本文就对OPC技术在DCS与PLC数据通讯中的应用进行分析，并提出一些相应的建议。

一、 OPC技术介绍

OPC（OLE for Process Control），其能够为Windows的应用程序和现场过程控制应用之间建立起一座非常重要的桥梁。其以微软公司的OLE技术为基础，通过提供一套十分完备的OLE/COM接口完的。OPC技术是我国工业控制中非常关键的技术，其对工业生产的有效开展提供了重要的技术支持。之所以该技术在工业生产控制中应用广泛，是因为控制网上的PLC与DCS 往往都是来自于不同的商家的，这些商家们之间的通讯是极为复杂的。也正因为如此，想要在控制网中高效、可靠地获取那些重要的、需要的实时数据，就需要采用OPC通讯技术。通过利用OPC技术，可以在过程控制方面有效使用对象连接以及嵌入技术，进而为控制系统提供了标准的数据访问。

一般情况下，在对OPC数据进行存取时，规范规定的基本对象主要有服务器、组以及数据项三类。一个服务器是与一个设备驱动程序想对应的。在利用过程中，OPC会将开发访问的接口任务放在硬件生产厂家或第三方厂家，然后通过利用OPC服务器来将这些数据提供给用户们。这样一来，就可以非常有效地解决了软件厂商同硬件厂商之间存在的矛盾，使系统资源更为集中，从而大大提高了系统的开放性。与此同时，还能够有效提升系统的可互操作性，从而实现有效管理。

通过利用OPC技术，可以有效实现控制网与管理网之间的互联，当两个网络形成一个整体时，就可以很好地保证上层应用软件和控制设备之间的数据通讯，这不但提高了控制质量，也提高了工作效率。可以说，在遵守OPC规范的前提下，可以在任何时间有效获取工艺生产的过程数据，而这一程序是通过OPC接口来完成的，具体如图1所示。

二、 系统功能与特点分析

OPC技术在DCS与PLC数据通讯的应用中可以起到非常有效的作用，DCS系统通过有效利用OPC协议，可以将实时数据库与OPCServer端连接在一起，从而可以更为有效地采集到现场PLC的实时数据，为系统提供更为丰富、有效的数据。

（一）功能分析

1、数据采集与监控功能

当我们将现场的测量点的测量数据以及状态数据输入到PLC系统时，这时候操作站就可以有效进行数据共享，这一过程是通过DCS系统来完成的。值得一提的是，在进行数据采集时可以实现在数据周期内进行自动采集，并且这个时间周期能够被设定。与此同时，其还能够随时对PLC的相应数据进行必要的监控。

2、数据处理与存储功能

对数据的处理是非常普通的功能。除此之外，还能够将当前存在的一些数据存入之能源网数据库，并且还能够对出现异常的数据给予告警信息，在给出告警信息后会将这些信息快速地存入至数据库内，此时数据库就会对这些信息进行相应的计量和统计，并可以对当前的生产状态以及历时趋势等内容进行有效的分析。

（二）特点分析

通过利用OPC技术，DCS系统能够实现更好地联网。系统在满足了OPC规范后，可以有效支持相应的工控软件和工控设备。此过程是通过安装好外置的程序后便能够将数据联入至我们所指定的数据库服务器之中。不仅如此，通过使用OPC技术，还能够使数据更为方便地被共享，当PLC工控数据进入至DCS系统后，此时就能够在DCS系统中进行必要的监视了。

安全可靠是另一个特点，系统通过使用不同的网段来设定好数据的单项上传，进而能够很好地保证位机在更为安全的环境下进行。不仅如此，由于系统使用的是发数据采集上传软件和数据监控客户端软件，这使得系统使用起来更为便利且有一个更好的运行空间，运行非常稳定。值得一提的是，这种方式还能够同原有的DCS系统完美地融合在一起，这可以非常有效地促进系统软件的一体化，有利于其研发，适用性非常强。由此可见，OPC技术应用于DCS与PLC数据通讯中是非常利于监控的。

三、 OPC技术在DCS与PLC数据通讯中的应用

OPC技术在DCS与PLC数据通讯中的应用是非常有效的，本文仅以化学水处理控制系统为例，对OPC方案的应用加以说明。

（一）建立以太网

在DCS与化学水处理控制系统联网之前，各自网络为独立的局域网（以太网）。为了实现OPC方案，首先必须建立两个系统之间的光纤以太网。为了保证各自网络的相对独立和安全性，两个局域网的网段不一样，因此需设置网关和路由才能在两个系统之间建立一条以太网通道。

（二）设置OPC服务器和客户端

确认OPC服务器（SERVER）的上位机安装的是带有OPC服务的IFIX，且运行IFIX时，必须启动IFIX的OPC服务（一个名为OPC2OiFTX.EXE的可执行文件）。

OPC基于Microsoft Windows的对象链接和嵌套（Active X）、部件对象模型（COM）和分布式部件对象模型（DCOM）技术，因此需要修改OPC SERVER的IFIX操作员站以及作为OPC客户端（CLIENT）的DCS操作员站的DCOM配置，才能建立OPC SERVER和OPC CLIENT之间的正确连接。这是建立SERVER/CLIENT结构的关键一步。

1、 OPC CLIENT的DCOM设置。作为OPC CLIENT的Ovation DCS操作员站所使用的计算机操作系统为Windows xp，具体设置可以参阅DCS的相关手册，该部分工作由DCS厂家完成，在此不进行详述。

2、在OPC CLIENT上访问OPC SERVER 正确配置了OPC SERVER和CLIENT的DCOM后，就在DCS和BOP PLC系统之间构建了一条基于OPC的网络通道，从而将BOP的过程数据库纳入DCS过程数据库中，实现在DCS操作员站上对BOP的监控。

总结：OPC技术可以对现场PLC系统进行有效的数据采集，能够实时地获取相关的重要数据，也可以有效地保证DCS系统安全、有效的运行，从而为工业生产提供必要的技术支持，保证DCS与PLC数据通讯有效开展下去。

参考文献

[1] 龚政.OPC技术在DCS与PLC数据通讯中的应用[J].鄂钢科技，2010年03期

[2] 雷鸣.OPC DA和OPC DX在数据采集方面的综合应用[A].中国计量协会冶金分会2011年会论文集[C].2011年

[3] 赵涛.基于OPC和PLC的煤矿主扇风机在线监控系统的研究与设计[D].太原理工大学，2010年

全站仪与计算机的数据通讯 篇4

随着光电测量仪的出现和发展, 全站仪已经逐渐取代传统的经纬仪、水准仪和钢尺, 在众多工程单位得到广泛的应用。但许多拥有全站仪的单位在使用全站仪时, 还仅局限在能够自动显示角度、距离、高差等上面, 需要人工读数、手工记录, 容易发生数据读记的差错。由于全站仪配有数据 (DATA) 接口, 用它可以实现全站仪与数据记录器的数据传输。因此, 全站仪只要连接上合适的记录器就能实现数据的自动采集, 从而使之物尽其用。

在进行大桥、高层建筑、大边坡变形监测时, 利用全站仪与计算机的数据通讯更易于建立半自动或者全自动的监控系统, 从而节省大量人力, 并且能够保持数据的准确性。

1 数据通讯的概念

数据通讯是指将数据在不同设备之间进行传输的过程。一个基本的数据通讯系统包括三个部分:“传输者”、“接收者”和“传输媒体”。

数据通讯信息传输方向有三种情况:单向通讯、半单向通讯和双向通讯;通讯方式可采用并行传送或串行传送两种;信息传送模式也有两种:同步通讯和异步通讯。

在数据通讯前, 除了要用专用通讯电缆将两个通讯设备进行连接外, 还需在双方之间进行通讯约定, 即对通讯参数进行设置, 双方通讯参数的设置相一致, 数据通讯才能顺利地进行。要设置的通讯参数主要有:波特率、数据位、停止位以及是否进行奇偶校验等。

2 全站仪与计算机的数据通讯

电子全站仪与计算机之间的数据通讯一般都采用异步串行的通讯方式, 借助于RS-232C串行通讯口进行。全站仪的通讯参数可以在仪器的参数设置操作下设定, 而计算机的通讯参数则通过有关语句进行设置。

全站仪与计算机的数据通讯过程通常借助于数据通讯软件来实现, 方法主要有两种:1) 利用仪器厂家提供的或者用户自己编写的数据通讯软件;2) 设法利用计算机系统中自带的数据通讯功能。下面逐一介绍各种方法及其操作步骤, 并对其进行比较。

2.1 基于专业软件的数据通讯

许多全站仪生产厂家制作了与仪器配套的数据传输软件, 比如徕卡的Leica Survey Office。利用该软件不但可以方便地将徕卡系列全站仪与计算机进行数据通讯, 还可以编辑导出坐标数据, 并进行二次开发软件的上载。

另外, 还常用通用的数据传输软件导出多种类型的全站仪数据, 比如南方的CASS系列成图软件。由导出的测点生成数据文件也可以进行编辑。不过, CASS不能进行软件的上载, 它只能实现由全站仪到计算机的单向通讯。

2.2 利用Windows超级终端实现数据通讯

超级终端是Windows系统“附件”下提供的一项功能, 主要用于通过调制解调器和电话通讯线进行计算机间的远程数据通讯, 实验证明该功能同样可用于全站仪与计算机间的数据通讯。该功能对那些既无通讯软件又不具备编程能力的用户而言带来极大的便利。计算机接收到的全站仪数据是以超级终端过程文件的形式 (扩展名为“.ht”) 存储的, 其内容不能编辑。为了对测量数据的后续处理和应用, 还必须将超级终端过程文件转换成可编辑处理的文件形式。这一转换可以利用“复制”和“粘贴”功能来实现。下面是利用超级终端实现全站仪数据文件传输进入计算机的操作步骤。

1) 进入“超级终端”, 见图1。2) 在“名称”框内输入超级终端过程文件名并选取图标后单击“确定”。3) 在“电话号码”窗下的“连接时使用”选取计算机所用通讯端口后单击“确定”, 进入界面。4) 在“COM属性”下设置各通讯参数, 单击“确定”。5) 在“新建连接”窗下选取:文件→属性→设置, 将“终端仿真”框设为“VT100”或者“VT100J”。6) 单击“终端设置”按钮, 勾选“132列” (注:此操作的目的是将行宽设为132字符, 防止原数据记录格式发生变化) , 见图2。7) 单击“属性”窗下的“确定”完成连接建立, 等待全站仪传送数据 (注意:此时若行宽设置成功, “新建连接”窗下应出现水平滚动条, 否则重复5) 步～8) 步骤至出现滚动条为止) 。8) 打开全站仪, 用电缆将计算机与全站仪相连, 且通讯设置一致, 发送全站仪数。9) 屏幕上逐行显示出全站仪传送来的数据记录直至数据传输完毕, 见图3。10) 选取编辑→全选→复制, 左键下拉, 将所选数据复制至剪贴板。11) 选取文件→退出, 单击左键, 在提示“已处于连接状态, 确实要断开吗?”和“保存会话结果‘XXX’?”时, 分别单击“是”退出连接操作并存储超级终端过程文件。12) 将复制数据粘贴到写字板, 文件另存为文本文档, 然后保存。13) 选取文件→退出, 结束数据通讯。此操作建立的文件有两个, 即分别为超级终端过程文件 (.ht) 和文本文件 (.txt) 。

2.3 计算机语言编程实现数据的通讯

运用VB和VC能够编写出全站仪与计算机数据通讯的接口程序, 采用的都是MSComm控件。MSComm是一个ActiveX控件, 用户可以在自己的应用程序中嵌入MSComm控件, 进行微机的串口通讯操作。

MSComm控件有许多属性, 其中Commport (设置串口号) 、Setting (设置串口通讯参数) 、Portopen (设置或返回串口的通讯状态) 、Inputmode (设置从缓冲区读取数据的格式) 等属性比较重要, 在数据通讯过程中要用到。

下面以VC为例介绍程序设计的步骤。

1) 打开VC++, 建立单文档的应用程序。2) 插入串口控件:Project→Add To Project→Components And Controls→Microsoft Communications control, 插入后控件工具条上会增加一个电话机一样的通讯控件。3) 建立对话框资源, 增加新的静态文本、编辑框控件, 为之添加相应的变量。4) 在CDataCommView中增添成员变量。5) 在系统菜单查看菜单项里建立ID—COMMU—DLG, 并在CDataCommView里增加信息处理函数ON-COMMDlg () 。6) 定义全局变量, 增加程序代码、定义常数、初始化串口通讯参数。7) 处理接收到的数据。然后单击configurate按钮, 弹出参数设置窗口。打开全站仪电源向计算机发送数据, 接收到的数据见图4。

接收到数据后再进行其他后续处理。

3 利用计算机对全站仪进行在线控制

在线控制是指通过计算机操作代替全站仪上的键盘操作, 实际上是双向数据通讯的一部分:由计算机向全站仪发送指令信息, 全站仪在接收到指令信息以后, 便执行相关操作。

3.1 全站仪的内部指令

文中以索佳SET500全站仪为例, 介绍由计算机向全站仪发送操作指令的方法。

SET全站仪的双向通讯按功能的不同分为四类:标准指令 (3条) 、数据输出指令 (9条) 、数据输入指令 (9条) 和模式设置及其他指令 (7条) 。这些指令大多数可以应用于所有的SET全站仪, 个别指令只能用于具有相应功能的SET全站仪。每种指令都有相应的格式, 按照规定格式编辑需要的指令, 就可以实现对全站仪的在线控制。下面给出一些标准指令做示例:

1) 角度数据请求:

指令:00H

功能:请求全站仪向计算机传送角度数据。

数据格式:<000000>_<垂直角值>_<水平角值>_CR.LF

2) 斜距和角度数据请求:

指令:11H

功能:请求全站仪进行距离测量并向计算机传送所测距离和角度数据。

数据格式:<斜距值>_<垂直角值>_<水平角值>_CR.LF

3) 停止测距请求:

指令:12H

功能:停止距离测量。

3.2 在线控制实验

实现对全站仪在线控制的途径有两种:利用Windows系统“附件”下的“超级终端”实现远程通讯, 或者以某种计算机语言编程的方式来远程控制全站仪的操作。

1) 利用超级终端实现由计算机向全站仪输入数据的实验。

a.在计算机上用记事本、写字板或者Word等文字编辑软件按下面的格式编辑好坐标数据或属性数据, 并以文本文件 (扩展名为“.txt”) 形式保存;/Dg x坐标, y坐标, z坐标, 点号;/Dh属性1, 属性2, ……, 属性n;b.用DOC27通讯电缆连接SET全站仪和计算机;c.进入超级终端, 进入与仪器与计算机连接操作;d.在“连接描述”窗口下“名称”框内输入超级终端过程文件名并选取图标后单击“确定”;e.在“电话号码”窗口下的“连接时使用”框内选取计算机所用通讯端口后单击“确定”;f.在“COM属性”窗口下设置各通讯参数设置;g.在“新建连接”窗口下选取“文件”→“属性”后单击左键进入“属性”窗口;h.单击“设置”→“ASCII码设置”, 将“本地响应键入的字符”选中, 为避免在传输过程中丢失数据, 应根据仪器的不同和数据量的多少将“线路延迟”和“字符延迟”的值设置在一定范围内 (对于SET500全站仪延迟时间为1 ms～100 ms) , 然后单击“确认”;i.打开全站仪电源开关, 将仪器通讯参数设置一致, 并使仪器置于基本模式或者测量模式下, 单击“传送”→“发送文本文件”, 选取需发送的坐标数据文件或属性数据文件名, 再单击“打开”就开始由计算机向全站仪发送数据, 此时仪器在接收到数据后会发出“哗哗”的声音;j.传输完毕后单击“文件”→“退出”, 对“已处于连接状态, 确实要断开吗?”和“是否保存回话XXX”的提示分别单击“是”确认并保存。最后检查数据, 有丢失的采用键盘输入的方法补齐。

例:

2) 利用计算机语言实现计算机对全站仪在线控制的实验。

以Basic语言为例, 下列语句具有数据通讯的功能:

下面一段程序是在微机上用数据输出指令编写的, 其功能是由计算机控制SET BII全站仪进行测量, 并将测量结果传送至计算机显示出来。在运行程序前应先将计算机与SET BII全站仪用通讯电缆连接好, 将全站仪中的通讯参数设为波特率 (Baud rate) 1 200, 和检验 (Check sum) No, 奇偶校验 (Parity) No, 并将仪器照准棱镜。

摘要：介绍了利用超级终端、接口程序、成图软件等进行全站仪与计算机数据通讯的几种方法, 并对各种方法的应用条件进行了简要说明, 在对比几种方法后, 简单介绍了在线控制的概念及方法, 实验表明, 全站仪与计算机之间的数据通讯可以通过几种方式来实现, 用微机对全站仪进行远程控制也是可行的。

关键词：全站仪,数据通讯,在线控制

参考文献

[1]齐苏敏, 曹宝香.用VC++实现计算机与数字化仪的通讯[J].计算机应用, 2002 (3) :44-45.

[2]陈文昭.全站仪实用功能浅析及发展趋势展望[J].江西测绘, 2005 (4) :33-35.

[3]靳海亮, 赵长胜.基于VC6.0实现计算机与全站仪通讯[J].测绘通报, 2005 (7) :17-20.

数据采集与通讯 篇5

关键词：多路采集；51单片机；串口；协议

中图分类号：TP274.2 文献标识码：A文章编号：1007-9599(2012)01-0000-02

Multi-channel Acquisition System Based on the Serial Communication 51 MCU

Liu Peng

(College of Computer Science,Yangtze University,Jingzhou434023，China)

Abstract:This paper presents a method of the multi-channel acquisition system based on 51 MCU serial port,introduces the multi-channel acquisition system structure,and the design method of serial port circuit,a detailed description of the host and slave working process and design of serial data communication protocol.

Keywords:Multi-channel acquisition;51 MCU;serial port;protocol.

一、多路采集系统结构

多路采集系统是由上位机和各个采集节点组成，都采用RS232串行通信标准。系统采用一台单片机作为主机，各个采集结点作为从机的“一对多”数据传输方式。主机的RXD端和所有从机的TXD端相连，主机的TXD端和所有从机的RXD端相连。主机发出的信号可以被所有从机接收，从机发出的信号只能被主机接收，从机间不能相互通信。主机轮流查询从机采集的数据，通过液晶屏实时显示，并可根据设定实现异常情况报警提示等功能。作为从机的各个采集节点则是由单片机、信号采集部分和串口通讯三部分组成部分。只要选用不同的传感器和相应的信号处理电路，就可以适合不同信号的采集。

二、主、从机通讯接口设计

主、从机中都使用美国ATMEL公司生产的低电压，高性能CMOS 8位单片机AT89C51，片内含4K可反复擦写Flash，128×8bit内部RAM，32个双向I/O口线，3个16位可编程定时/计数器中断，片机自带看门狗、双数据指针，8个中断源，全双工可编程UART串行通道。由于主、从机之间通讯采用RS232串行通信标准，所以它们的通信接口部分都采用相同的硬件设计。通讯接口采用标准的RS232接口，使用MAX232进行电平转换。单片机及串口通讯电路原理图如图1所示。

二、串口通信协议设计

图2 主、从机工作流程 图1 单片机及串口通讯电路

（一）主机工作流程。主机的工作流程如图2所示。在主机初始化阶段需要完成串口设置，串口采用中断工作方式，波特率为9600，建立从机地址表，。主机接收数据采用轮循方式，当正确接收到一个从机数据后，主机再给下一从机发送数据请求帧。数据校验不正确或数据帧中数据不是有效数据，都会向从机发送请求重发帧，并将该从机当作错误节点进行处理。（二）从机工作流程。从机的工作流程如图2所示。从机初始化阶段也将串口设置为中断工作方式，波特率为9600。从机将采集数据存放在发送缓冲区，并一直处于被叫状态，当接收到主机发送的请求数据帧后或请求重发帧，才发送数据帧。只有接收到主机的确认帧后，从机才清除发送缓冲区数据，启动下一次采集。（三）串口数据通信协议。根据数据传输的需要，自行设计了串口数据通信协议，将数据组帧后发送。利用此协议发送数据时，采用请求发送/发送/确认/重发方式。即发送一数据帧，一个确认，在指定时间内没有收到确认信息，则从机重发数据帧。数据帧定义如下：

其中，帧头固定为0xABH；主、从机地址长度为一个字节，主机默认地址为0xFFH ，从机地址从0x00H顺序编码，最多有255个。采用和校验方式，保证数据正确传输。累加发送或接受的数据，当和的值大于0xFF时，将和值置0继续和运算。帧类型定义及相应帧数据格式如下表所示：

从机接收到主机发送的数据帧后判断和发送的部分程序代码如下：

void read_buffer()

{

unsigned char RECEIVE_buffer;/*得到本机编号*/

if(RI)/*清除接收中断*/

{ RI=0;

RECEIVE_buffer=SBUF;/*接收串口数据*/

if(point==0)

{ if(RECEIVE_buffer=0xAB) /*判断是否为帧首*/

{buffer[point++]=RECEIVE_buffer; } /*将接收到的数据放到接收缓冲区中*/

else

point=0;/*不是帧头，等待起始标志*/

}

else if(point==1) /*判断是否为本机地址接收的帧*/

{if(getnum==buffer[1])

{buffer[point++]=RECEIVE_buffer; } /*将接收到的数据放到接收缓冲区中*/

else

point=0; /*不是本机要接收的帧，放弃，等待起始标志*/

}

else if(point==3)/*根据帧的类型来作出相应判断*/

{ buffer[3]=RECEIVE_buffer;

if(buffer[3]==0x00)/*接收到的是请求发送数据帧*/

Com_Send(5，buffer[1]);/*该从机给主机发送数据*/

else if(buffer[3]==0x01)/*接收到的是确认帧*/

Init_Salver();/*收到确认帧，清空缓冲区*/

else if(buffer[3]==0x02) /*接收到是的请求重发数据帧*/

Com_Send(4,buffer[1]); /*重发数据帧*/

else if(buffer[3]==0x03) /*接收到的是重发的数据帧*/

buffer[point++]=RECEIVE_buffer;/*如果接收到的是重发的数据帧，从缓冲区里面读取数据*/

else if(buffer[3]==0x04)/*接收到的是数据帧*/

buffer[point++]=RECEIVE_buffer;/*同接收到重发数据帧一样，从缓冲区里面读取数据*/

}

else if(point==4)

{ buffer[4]=RECEIVE_buffer; } /*读取发送的数据帧的长度*/

else if(point>4 && point

{ buffer[point++]=RECEIVE_buffer;

unsigned char num=Sum_checkdata(RECEIVE_buffer); }

/*对接收到的数据进行校验*/

else if(point==j+4)/*接收到校验位*/

{buffer[point++]=RECEIVE_buffer;

if(buffer[j+4]!=num) /*如果接收到校验值和本机对数据进行校验

Com_send(3,buffer[2]); 的值不相等，发送请求重发数据帧*/

else

Com_send(1,buffer[2]+0x01); /*向下一从机发送请求发送数据帧*/

}

else

point=0;/*等待接收其始标志*/

}

}

三、结束语

本设计利用51单片机的串口连接主机和多个采集节点，使用自行设计的串口数据通信协议，实现了“一对多”的数据传输。整个系统结构简单、可靠性高，可任意扩充采集节点数量，实际运行效果较好，具有一定的实用价值。

参考文献：

[1]戴佳.51单片机C语言应用程序设计实例精讲(第二版)[M].电子工业出版社,2008

[2]穆兰.单片微型计算机原理及接口技术[M].机械工业出版社,1996

[3]刘辉.基于8051单片机的数据采集与通信接口设计[J].软件导刊.2008(12)

数据采集与通讯 篇6

一、森林火灾应急指挥数据通讯系统的建设

1. 应急指挥数据通讯系统

在实际应用过程中, 森林火灾应急指挥数据通讯系统主要是利用电子数据交换以及呼吸求助和手机定位等功能来实现数据通讯的处理和应用, 从而在一定程度上完成森林火灾的应急救助工作。对于该系统来说, 其主要是针对森林领域进行信息整合, 通过对森林的安全性进行一定的分析, 进而在一定程度上达到优化信息资源的目标。当前, 为了促进生态环境的和谐发展, 人们已逐渐运用现代化信息技术建立了消防电子政务系统、电子商务以及消防公共服务系统、消防重点单位监控数字网络以及消防定位系统与地理信息等诸多平台, 以进一步利用现代技术实现数据通讯系统的建设, 从而努力提高森林火灾应急指挥的工作质量和工作效率。

2. 应急指挥数据通讯系统的建设

为了进一步实现生态环境与社会经济的和谐发展, 人们已逐渐加强对数据通讯系统的研究, 以进一步提高森林火灾救灾的防御能力。在实际应用中, 一些地区的数据通讯系统仍是自成体系的, 并没有在一定程度上实现有效的联网, 属于独立信息系统, 但这种系统形式不仅会在一定程度上造成资源的浪费, 且还会影响到今后系统的联网, 因此这便为森林火灾消防系统的建设带来了一大阻碍。实际上, 在建设应急指挥数据通讯系统时, 其需要根据相关消防基层业务的实际需要以及工作特点进行相应的研究与分析, 从而帮助相关人员了解其内在联系, 以根据实际需求开发相应的信息软件, 从而实现通讯系统的高效性、安全性。由此可见, 在建设数据通讯系统的过程中, 人们需明确系统建设的目标, 并对数据通讯进行有效的规范设计, 以充分发挥出该系统的功能与作用。

二、森林火灾应急指挥数据通讯系统的应用

在实际生活中, 如若发生森林火灾等事故时, 数据通讯系统就会及时对该事故做出迅速的反映, 以在第一时间了解森林火灾的状况, 并针对实际情况做出准确的判断与决策, 从而为火灾应急工作奠定良好的基础。其中, 森林火灾应急指挥数据通讯系统主要由以下几个部分组成, 分别为基础信息、应急决策与应急救援行动、预测模拟与危险性分析、日常培训与演练等几个部分, 且各个部分在实际操作中都具有非常重要的作用。

其中, 森林火灾应急救助的基础信息主要包括区域的概况、名称、面积、周边的情况以及周边其他设施, 其中还包括应急指挥力量的情况信息, 如公安、交警、消防、医疗等。预测模拟与危险性分析主要是指系统内部选择火灾风险较大的一个或几个区域, 然后将其设定为火情场景, 进而结合相关条件与信息对其危险源进行一定的识别, 并利用动力学火灾模型对设定火灾的危险级别、危险性进行一定的分析与总结, 从而为后续的工作提供有效的依据。此外, 在人们了解预设火灾信息时, 还需根据总结的信息制定应急决策, 以有效采取应急救援工作, 而在此行动中, 人们可以利用数据通讯系统将其输出功能和GIS空间数据处理、显示表达等作为相应的载体, 以在一定程度上有效开展灭火救援行动。

对于森林火灾应急指挥数据通讯系统来说, 其在应用的过程中也具有极其重要的优势。如该系统的综合性能较高, 且在操作过程中具有可靠的安全性, 因此其已被广泛应用于森林火灾救助工作中。同时, 该系统可以将全部重要的功能部件以及系统中主要的部件进行备份, 从而在一定程度上实现该系统的可靠性, 加之在备份文件的过程中, 其可以采用灵活的加密方式对相关文件进行加密, 从而进一步提高了网络的安全性能, 实现了整个通信系统的安全性。此外, 频谱利用率较高也是该数据通讯系统的一个优势, 在实际工作过程中可以提供多种数据通信模式, 从而使相关信息更加准确, 且由于该系统具有较高的传输能力, 因此即使在嘈杂的环境下也可以使用, 其可以充分发挥过滤背景噪音的功能, 从而使所传达的通信更加清晰, 而这也为森林火灾应急救援工作的正常开展提供了良好的保障。

三、结语

综上所述, 在现代社会的发展过程中, 将科学信息技术运用到森林火灾应急指挥工作中具有非常重要的作用, 其可以在一定程度上提升该工作的质量与效率。其中, 森林火灾应急指挥数据通信系统的研究是科学技术的一大产物, 其不仅可以有效减少森林火灾的发生, 且还能在一定程度上促进社会经济的发展, 因此在实际作业过程中相关人员需对此给予一定的重视与关注, 并加强对该系统的研究, 以充分发挥该系统的功能, 从而有效提高森林火灾应急救援工作的处理能力。

摘要：当前, 随着社会经济的不断发展和科学技术的不断进步, 森林火灾已逐渐向多样化、复杂化的方向发展, 且在实际生活中越来越多的因素会导致森林火灾的发生。因此为了有效地促进社会经济的发展, 人们对森林火灾应急指挥工作也给予了足够的重视与关注, 并逐渐将现代化的技术运用其中, 旨在利用科学方法来提高森林火灾的应急救助能力。本文主要对森林火灾应急指挥数据通讯系统进行了一定的研究与分析, 希望对森林火灾的应急作业能够起到一定的指导性作用。

关键词：森林火灾,应急指挥,数据通讯

参考文献

[1]赵文鹏, 刘硕.动中通卫星移动通信系统在森林防火应急通讯中的应用[J].黑龙江科技信息, 2012, (12) :66+69.

[2]李聪颖.浅议消防应急通讯中的数字化模式构建[J].计算机光盘软件与应用, 2012, (17) :230-231.

数据采集与通讯 篇7

一、基于TCP/IP协议的数据通讯与图像数据传输方法

作为目前广泛采用的一组完整的网络协议,TCP/IP协议的传输层协议为用户提供了用于虚电路服务及数据传输可靠性检查的传送控制协议(TCP)和用于数据传送的数据报协议(UDP)。同时,Socket的出现,为用户提供了基于TCP/IP网络应用编程接口。

在利用Socket进行通信时,有两种主要方式:一种叫做流方式(Stream Socket),也称面向连接方式,在这种方式下两个通信的应用程序之间先要建立一种虚拟的连接,只有连接建立以后才能开始传输数据,这种方式对应的是TCP协议。

第二种叫数据报文方式(Datagram Socket),又称无连接方式,在这种方式下,数据在传送过程中有可能会丢失,而且,后发出的数据也有可能先收到。由于本系统的客户端与服务器端间的通讯对实时性、快速性和可靠性的要求非常高,传输效率将会影响到检测过程所消耗的时间,过多的时间消耗会导致系统检测精度的降低,同时会对图像的后续处理产生影响;错误的或者顺序颠倒的数据信息可能会带来很严重的后果。

因此,采用TCP协议可以在连接虚电路建立后消除隐含在建立客户机/服务器间通讯时的非对称性,保证通讯两端的对等数据通信和图像数据的准确传输。

二、基于TCP协议和Csocket类的网络通信实现

在基于TCP协议的网络通信的实现过程中,采用Microsoft Visual C++的MFC类库中提供的CSocket类,采取面向连接的流方式实现了客户端与服务器端之间的实时通讯。其服务器与客户端的进程。系统通信的工作过程如下:在印刷图像在线检测系统中,上位机作为服务器,调用Listen()函数进行监听,等待下位机的连接;下位机作为客户机,当某一客户机要联通上位机时,调用Connect()函数主动进行连接。

客户端在连通服务器之前先发送连通请求,并把包括站名、IP地址、端口地址等客户机信息发送到服务器。服务器端对进行连接请求的身份确认,若身份不符则主动中断连接;若身份得到确认则允许连接并发送确认信息到客户端,开始接收由客户端上传的数据。

三、网络连接状态的在线诊断

在印刷图像在线检测系统的实际检测过程中,会出现这样一种情况:服务器端不能实时获得检测对象的缺陷数据,而此时系统软件亦没有捕捉到任何异常,从而导致整个系统缺陷检测与缺陷分类功能的失效。因此,为了保证网络的正常工作,需要对网络进行在线化检测,从而能够网络及时进行修复。

引起该检测失效故障的可能原因很多,最可能的一种原因是:应用程序的其他部件都处于正常运行状态,客户端已经检测到产品缺陷,而服务器端显示的却是之前检测到的缺陷数据,即检测系统的网络通讯功能失效,Client Socket和CSever Socket之间丢失有效连接,导致客户端采集到的缺陷数据不能实时地上传到服务器端,或者由于某种原因延迟一段时间,同客户端机之后所检测到缺陷数据一起上传至服务器端,导致缺陷的误报与漏报。为了诊断服务器端Csever Socket与客户端Client Socket之间是否建立有连接,有两种可能的方法:

(1)在服务器端设置定时器,定时向每个客户端发送测试信息,若客户端能够及时返回确认信息,则证明服务器与客户端之间建立有连接;否则服务器端会继续向客户端发送测试信息,若服务器端在第n次(n值由用户设置)发测试信息之前收到客户端的确认信息,仍然认为服务器与客户端之间建立有连接;若超过n次,则认为二者之间已经断开连接。

(2)在每个客户机端都设置定时器,定时向服务器端发送测试信息,若服务器端能够及时返回确认信息,则证明服务器与客户端之间建立有连接;否则客户机会继续向服务器端发送测试信息,若客户端在第n次发测试信息之前收到服务器端的确认信息,仍然认为服务器与客户端之间建立有连接;若超过n次,则认为二者之间已经断开连接。

由于socket的通讯机制只能是服务器端处于监听状态,由客户端发送连接请求,来实现网络连接状态诊断,当检测到与服务器端断开连接,即可向服务器端进行Socket重连。

数据采集与通讯 篇8

郑州燃气电站一期2×390MW机组为西门子V94.3A燃气-蒸汽联合循环机组,余热锅炉为武汉锅炉股份有限公司生产的三压再热卧式无补燃余热锅炉(由荷兰N E M公司提供设计和技术支持),机组采用单轴布置,发电机位于燃机和蒸汽轮机中间,发电机与蒸汽轮机采用SSS自同步离合器连接,汽轮机为轴向排汽。从余热锅炉到燃机方向排列过去依次为:燃机-压气机-发电机-SSS离合器-蒸汽轮机-凝汽器。机组性能保证工况下出力为387.3MW,ISO工况下出力为402.2MW,额定转速3000rpm。本文详细介绍了我公司辅助系统(化学水程控系统)与TXP系统的通讯以及数据交换的设置。

2 通讯双方硬件配置

S7方:CPU414-4H×2

以太网通讯卡CP443-1×2

工业交换机Scalance-X108×2

光纤转换模块OMC×2

TXP方:CPU948R×2

以太网通讯卡CP1430×2

工业交换机OSM ITP62×2

光纤转换模块OMC×2

3 通讯双方软件配置

S7方:WindowsXP+SP2操作系统

STEP7 V5.3+SP3系统组态编程软件

AP_RED V3.1冗余数据传输功能包

TXP方:Unix操作系统ES680系统组态编程系统

O M 6 5 0系统操作和控制的中央过程控制和信息处理系统。

4 系统网络图

如图1所示,S7系统通过Plant Bus工厂总线与T X P系统内A P子站进行通讯和数据交换,从而实现T X P系统能从远端O M 6 5 0上操作和监视S7系统控制的设备的功能。

5 S7端的网络设置

(1)打开STEP7的任务管理器SIMATIC Manager,选择SIMATIC H StationCPU 414-4H

双击右边窗口内的“Connections”图标进入Netpro进行网络配置,如图2所示。

(2)分别对2块通讯卡CP443-1设定MAC地址,M A C地址由T X P方给定。以本次通讯为例,设定第一块CP443-1的MAC地址为:08-00-06-08-21-91;设定第二块C P 4 4 3-1的M A C地址为:0 8-0 0-0 6-0 8-21-92。

*注意:每块通讯卡有一个出厂M A C地址,TXP给定的M A C地址可以与出厂M A C地址不一致,对通讯没有影响。

(3)查看TXP方对S7系统网络连接的设置,可在工程师站查找形式为Y D H,名称为00TOP00的系统网络图,并在此网络图中得到关于S7系统与TXP子站连接的参数设置。

需要记录的参数如下:对方子站的MAC地址,如果对方子站为双C P U冗余配置,则会得到2个M A C地址,以本次通讯为例,对方AP101A的MAC地址为:08-00-06-06-21-11,AP101B的MAC地址为:08-00-06-06-21-12;

连接个数,如果查出有1st connection和2nd connection,则S7端需要配置两条连接(每个通讯卡CP443-1各配置一条连接);

TSAP号,其中AS对应TXP系统的AP子站,SS对应S7系统,将TSAP号的ASCII码和HEX码都记下。以本此通讯为例,TXP方对S7系统网络配置如下[3]:

(4)在STEP7的Netpro窗口内配置连接如下:右键单击第一块CPU 414-4H,选择“Insert New Connction”选项,选择连接方式为“ISO transport connection,并选择通讯对象为“Unspecified”。

(5)连接建立后进行参数设置:在“G e n e r a l Information”选项卡内设置通讯方式为“Active connection establishment”,即为主动建立连接方式;在“Address”选项卡内设置对方AP子站的MAC地址对应于AP101A,并设置从T X P方得到的T S A P号码;在“Option”选项卡内设置连接模式为Send/Recv模式。参数设置如图3、4、5所示。

对于第二块CPU 414-4H,按照同样的步骤建立连接,但是在“Address”选项卡内设置对方AP子站的M A C地址对应于A P 1 0 1 B,其余设置不变。

保存网络配置,暂时不下载。

(6)安装AP_RED功能块:将AP_RED软盘插入软驱,从软盘中拷贝出功能块压缩包并解压缩到以下目录:C:Program FilesSiemensStep7S7LIBS(STEP7的目录根据用户安装目录的不同而改变)

在STEP7的任务管理器内以打开库文件的形式,打开A P_R E D所在的文件夹。

拷贝A P_R E D所在文件夹下的所有功能块到用户程序区域内。如图3、4所示

(7)打开用户程序块O B 1,写入如下程序调用AP_RED(STL)。

其中AP_RED Instance DB是用户调用AP_RED功能块后系统提示生成的背景DB块,Dest Buff为接收TXP系统发送来数据的DB块,Source Buff为需要发送给T X P系统的数据所在的D B块,以本此通讯为例,背景DB块为DB1,Dest Buff为DB21,Source Buff为DB23。

*注:以上的Dest Buff等名称为用户自定义的数据块名称,与通讯无关。

(8)设置AP_RED背景数据块参数[1]。

参数说明:DIW16.0:最大发送数据块长度,单位为Byte,本例中设置为512;

DIW28.0:第一块CP443-1的LADDR地址,本例中设置为W#1 6#1 F F C;

DIW30.0:第二块CP443-1的LADDR地址,本例中设置为W#1 6#1 F F 4;

DIW32.0:第一块CPU 414-4H下传输数据连接的ID号,本例中设置为1;

DIW34.0:第二块CPU 414-4H下传输数据连接的ID号,本例中设置为1;

DIB38.0:冗余连接检查时间,单位为秒,本例中设为14(即十进制20);

DIB39.0:任务发送接收完毕确认检查时间,单位为10秒,本例中设为1E(即十进制30);

DIB40.0:冗余连接发送接收任务重复时间,单位为500毫秒,本例中设为(即十进制5);

DIB41.0:单通道连接发送接收任务重复时间,单位为500毫秒,本例中设为1E;

DIB42.0:系统监视发送接收任务时间,单位为秒,本例中设为5;

DIW44.0:最大接收数据块长度,单位为Byte,对于接收的数据,实际数据字节数+22字节=最大接受数据块字节数,因为TXP系统在发送数据时会附带22字节的头数据。本例中设为534(512+22);

DIW46.0:发送数据块编号,本例中,设为DB21;

DIW54.0:接收数据块编号,本例中,设为DB23;

DIW62.0:实际发送数据块编号,本例中,实际发送数据块为DB24。在用户发送数据时,AP_RED将DB21中的数据加上22字节的头数据复制到DB23,再将DB23发送到TXP方。所以在建立DB23时必须适当加大DB23的数据空间;

DIW70.0:第一块CP443-1实际接收数据块编号,本例中,设为DB26;

DIW74.0:第二块CP443-1实际接收数据块编号,本例中,设为DB28;

DIW78.O:诊断数据块编号,本例中,设为DB27,建立DB27数据长度在20字节到40字节之间即可,保存DB块设置后退出,可在STEP7的Blocks下看到DB27总长度为58字节(实际数据长度+头数据长度,本例中20+38=58)。

设置完成后将改动写入DB1,保存DB1后退出设置窗口,在S T E P 7的B l o c k s编程窗口下,加入组织块OB100(Cmplete Restart)和0B102(Cold Restart),分别在两个组织块中编程,如图5。

程序保存后将OB100、OB102下载入CPU,同时下载FB1、FB2、FB3、FB4、DB1、DB21、DB23、DB24、DB26、DB27、DB28到CPU。

(9)打开Netpro窗口。

点击下载按钮,将之前的网络配置及连接设置载入PLC,并重启CPU,此时所有关于APRED的程序和设置生效,网络连接正常建立,发送和接收数据应正常进行。

(10)打开AP_RED背景DB块DB1,可通过在线查看D B 1.D I W 8.0的错误代码,查找连接配置的错误。DIW8.0的错误代码列表可在AP_RED说明书内找到。

6 S7端对于发送和接收模拟量信号的处理

(1)对于接收的模拟量信号AO,可通过功能块系统功能块FC106转化为整型的模拟量输出信号。程序段如下。

其中,DB23.DBD156为从TXP接收到的模拟量信号,从T X P接收到的D B 2 3.D B D 1 5 6为L#0-L#1073741824的双整型数据,对应S7端的0-27648(4-2 0 m A)的整型模拟量数据。先通过D I_R功能块将DB23.DBD156由双整型数据转换为0.0-1073741824.0的实型数据,再输入FC106进行上、下限标定,上限HI_LIM设为1.073741824.0,下限设为0.0,BIPOLAR是诊断开关,RET_VAL是错误代码,可以随意设置。也可以多个FC106功能块共用同一个诊断开关和错误代码。OUT为输出为0-27648的模拟量信号[4]。

(2)对于发送的模拟量信号AI,可通过数据类型的转换以及上、下限计算将0-27648(4-20mA)的整型数据转换为L#268435456-L#1342177280的双整型数据。

其中DB50.DBW220是范围0-27648的整型数据,为需要发送给TXP方的模拟量输入信号,通过程序转换后成为范围为L#268435456-L#1342177280的双整型数据DB21.DBD80。

DB21.DBD80不能直接发送给TXP系统,否则会出现信号错误,查看TXP系统接收模拟量信号输入的功能块FB73说明书(文件名为02_FB73_FB76.PDF的文.档)。

对于发送的数据,实际只有前16个位被T X P系统所识别和接收,以本次通讯为例,发送L#1326952256这样的双整型数据到T X P系统,(即发送二进制数据:2#0100_1111_0001_0111_1010_1111_0100_0000),只有前16个位:2#0100_1111_0111_1010被TXP系统识别作模拟量输入信号。而在这16个位中,有2个位是错误位和溢出位,如上图F:Failure处和ū:Overflow所在的位,所以必须在发送数据前将这两个位清0,才可以保证数据发送的正确性。

对于D B 2 1.D B D 8 0,错误位为D B 2 1.D B X 8 1.0(Failure)、DB21.DBX81.0(Overflow),程序段Network204将这两个位复位,程序段Network205再将处理过的模拟量信号DB21.DBD80移至DB22.DBD80,DB22是发送数据块[2]。

为保证DB22中的模拟量数据的错误位和溢出位不会被置1,使用时间脉冲程序来实现这个功能,

7 结束语

使用本文述及的设置方法和步骤将使西门子S 7-400与TXP系统的设置更加直观便宜。

摘要：由于西门子V94.3A型燃气-蒸汽联合循环机组刚刚进入我国,其配套的DCS系统TXP(TELEPERM XP)在国内用量较少,尤其是辅助系统与TXP系统的通讯以及数据交换的设置非常繁琐且容易出问题,本文详细介绍了我公司辅助系统(化学水程控系统)与TXP系统的通讯以及数据交换的设置。

关键词：S7-400,TELEPERMXP,通讯,数据交换

参考文献

[1]Ap_RED S7 Example系统手册[Z].西门子自动化有限公司,2004,6.

[2]S7-400硬件手册[Z].西门子自动化有限公司,2000,9.

[3]S7-400网络课程[Z].西门子自动化有限公司,2006,6.

数据采集与通讯 篇9

1.1 故障一

1.1.1 故障现象

机器进入扫描状态准备时,控制台报错“Abnormal XC status”,点击“error clear”,报“error in MUDAT(ROTSOT-x)”(其中:x多为2,有时会是3、11等);查看GCIFM报错LED指示灯,GCIFM LED报错指示“the sr err and sr fatal light when scan plan is begin or running while the gantry rotating”。出现报错后,关机数分钟后重起,机器又可以正常使用,检查几个病人后又开始报同样错误。

1.1.2 故障分析与处理

根据报错信息可以初步判定是多路数据传输(Multiplex Data Transfer,MUDAT)通讯问题。CT MUDAT的数据通讯原理,见图1:

MUDAT的原理:MUDAT分为旋转单元和固定单元两部分,MUDA以红外光的形式在两部分之间传送所有数据。红外光是一种传输媒介,传送速度远高于机架的旋转速度,从而保证了机架旋转时数据能正确地在二者之间传送和接收。当数据从旋转部分(ROT)向固定部分(SOT)传送时,来自OPCONTM(数据控制)板的串行数据(包括原始数据和控制数据)在旋转部分被转化为红外光信号传送到固定部分,在固定部分被接受单元还原为电信号并送达GCIFM(机架/控制台接口)板处理。当数据从固定部分向旋转部分传送时,来自GCIFM板的串行数据(实质为控制信号)在固定部分被转换为红外光信号并传送到旋转部分,在旋转部分被接受单元还原为电信号并送达OPCONTM板处理。在数据传送的过程中(双向),OPCONTM与GCIFM实时检测是否有包含SOTROT ERR在内的多种错误发生,同时把错误信息发送给另一方。

(1)故障可能因ROTSOT(旋转到静止的数据传输)或者SOTROT(静止到旋转的数据传输)而引起,SR/RS故障判断流程图,见图2。

(2)由于控制台报错信息是从GCIFM板上获取的,报错应以GCIFM为准。根据GCIFM上的LED报错提示,考虑是SR的通讯故障。由图1可知,SOTROT由SOT的发射部分和ROT的接受部分组成。SOTROT故障判断流程图,见图3。

手动旋转机架数周,不是在特定位置报错,只是偶尔报错,因此考虑SOT发射部分故障。对换静止和旋转单元相应报错部分LPBM(数据发射电路板,该机型中静止和旋转的LPBM相同,其他机型除外),经测试,故障现象一样,排除SOT发射故障。

(3)检查PRTM(静止单元电源分配器),PPBM(旋转单元电源分配器)负载电压都在4.7 V(偏低),调节电位器,使负载电压达到5.06 V左右,故障现象依旧,因此排除电源问题。SOTROT故障判断流程图,见图4。

(4)检查RPDM(旋转单元数据接受电路板),更换RPDM后,故障依旧。检查ROT与OPCONTM的连接部位,重新插拔各同轴电缆,故障依旧。

(5)由于故障只是偶尔出现,OPCONTM测试不能准确判断该板的好坏,更换OPCONTM后,故障消失。

1.2 故障二

1.2.1 故障现象

机器每次进入扫描计划时,控制台报“error in wedge movement”,重启机器故障依旧。

1.2.2 故障分析与处理

(1)滤线器(wedge)作用及工作原理:滤线器位于准直器和球管之间,主要作用是对X射线进行预硬化,减少低能X线,使尽量多的高能射线通过,减小散射[1]。东芝Asteion CT在常规扫描时,根据扫描区域的大小不同选择3种不同楔形wedge。wedge移动是通过步进电机来完成的。当步进电机接受到设定数量的脉冲时,wedge移动到设定位置。wedge中位置传感器检测wedge的起始位置(“零”位)。wedge根据步进电机每次接受预设给出的脉冲数,先移动到“零”位,然后再移动到预设的位置,这样可以避免累积的定位误差。

(2)拆开机架,手动测试wedge运动是否正常,发现wedge吱吱响,不能到达预设位置,且slit(准直器)运动正常。初步判断wedge位置传感器或者步进电机故障。测量步进电机驱动电压正常,且运动正常,只是步进电机走到轨道最末端时,出现吱吱声,可能是由于wedge的位置传感器没有检测到步进电机的正确位置,进而没有给出相应的脉冲信号,使得电机没有移动到“零”位,当电机移动到轨道末端时卡住而发出声音。怀疑可能是位置传感器故障,由于slit和wedge使用相同的位置传感器,调换位置测试,wedge运动正常,slit运动故障。因此断定wedge位置传感器损坏。

(3)wedge和slit的位置传感器是普通的光耦开关,通过比较发现,OMRON品牌的光耦开关特性与原配光耦开关的特性接近,表1只是VCC和GAND的引脚接法与原来SHARP相反,经过简单改造后更换,故障消失。

2 小结

东芝CT MUDAT报错是一个比较复杂、维修难度较高的故障,对于工程师来说,要全面了解MUDAT的原理及机器的结构,充分利用维修手册和各种资料[2],才能够准确判断机器的故障点。滤线器移动故障,可以尝试使用替换、改造等方法来维修[3],这样不但可以缩短维修时间,减少诊疗压力,还能减低医院的维修成本[4,5,6]。

摘要：本文介绍了东芝Asteion CT机数据通讯报错和滤线器移动报错两例故障的检修过程及维修方法。

关键词：计算机断层成像,数据通讯,滤线器

参考文献

[1]胡战利,夏丹,桂建保,等.CT系统散射校正方法综述[J].先进技术研究通报,2011,5(2):14-19.

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[3]王芳英.单排螺旋CT维修的案例分析[J].中国医疗器械杂志,2006,30(3):224.

[4]方江平.X线定位冲击波体外碎石机故障检修1例[J].实用医技杂志,2007,(8):1012.

[5]张绍忠,张国君.Asteion/VF单排螺旋CT维修案例分析[J].医疗装备,2009,(8):20-21.

数据采集与通讯 篇10

【关键词】GNSS；CORS；固定参考站；数据处理中心；安全认证平台

【中图分类号】P228.4　【文献标识码】A　【文章编号】1672－5158(2012)09－0421－01

随着GNSS连续运行基准站系统CORS的应用和推广，近年国内CORS基准站的建设逐渐兴起。CORS系统的建立和应用，可以获取区域内某类空间的位置、时间信息及其相关的动态变化。通过建设若干永久性连续运行的GPS基准站，提供国际通用的基准站站点坐标和GPS测量数据，以满足各类不同行业用户精确定位，快速和实时定位、导航的需求，满足城市规划、国土测绘、地籍管理、城乡建设、智能电网、环境监测、防灾减灾、交通监控，等多种现代化信息化管理的社会需求，特别在智能电网建设中起到了举足轻重的作用。

为保障电网基础数据质量，企业通常采取建立CORS基站网、统一的测量基准、精确的国家2000坐标体系架构、差分手段等一系列的保障措施，CORS系统是卫星定位技术、计算机网络技术、数字通讯技术等高新科技多方位、深度结晶的产物，电力企业作为关乎国计民生的基础行业，企业内部各业务数据已基本在网络流转，企业在享受着信息系统所带来巨大经济效益的同时，也面临着高风险。一旦出现信息泄密或篡改数据的情况，将为国家造成难以估量的损失。

1、CORS系统构成

CORS系统包括3个部分：控制中心，固定站和用户部分。

1.1　控制中心(Control center)

整个系统的核心。它既是通讯控制中心，也是数据处理中心。用于接收各基准站数据，进行数据处理，形成多基准站差分定位用户数据，组成一定格式的数据文件，分发给用户。数据处理中心是CORS的核心单元，也是高精度实时动态定位得以实现的关键所在。中心24小时连续不断地根据各基准站所采集的实时观测数据在区域内进行整体建模解算，并通过现有的数据通信网络和无线数据播发网，向各类需要测量和导航的用户以国际通用格式提供码相位／载波相位差分改正信息，以便实时解算出流动站的精确点位。通过通讯线(光缆，ISDN，电话线)与所有的固定参考站通讯；通过无线网络(GSM，CDMA，GPRS……)与移动用户通讯。

1.2　基准站网

基准站网是由某一范围内均匀分布的固定参考站组成。负责采集GPS卫星观测数据并输送至数据处理中心，同时提供系统完好性监测服务。

1.3　数据通讯部分

CORS的数据通讯包括固定参考站到控制中心的通讯及控制中心到用户的通讯。参考站到控制中心的通讯网络负责将参考站的数据实时地传输给控制中心；控制中心和用户问的通讯网络负责将网络校正数据送给用户。一般来说，网络RTK系统有两种工作方式：单向方式和双向方式。在单向方式下，只是用户从控制中心获得校正数据，而所有用户得到的数据应该是一致的，如主辅站技术MAX；在双向方式下，用户还需将自己的粗略位置(单点定位方式产生)报告给控制中心，由控制中心有针对性地产生校正数据并传给特定的用户，每个用户得到的数据则可能不同，如虛拟参考站VRS技术。

1.4　用户部分

包括用户信息接收系统、网络型RTK定位系统、事后和快速精密定位系统以及自主式导航系统和监控定位系统等。

2、GORS数据通讯网络构建

CORS系统的通讯分两个层面，一个是基准站到数据处理中心的通讯，另一个就是数据处理中心到移动站的通讯。

2.1　从固定参考站到控制中心通讯专线的建立

基准站到数据处理中心的通讯，因为数据量较大，距离远，而且传输速度和传输的稳定性要求比较高，需要考虑的是可靠性、实时性、通信速率、可扩充性(能按需要扩充基准站))等要求，一般都是有线方式，最好是专线。由系统建设单位自行敷设通讯线路并组网成本太高周期太长，难以实施。可根据当地的电信运营商提供的不同公网接入方式，由电信运营商采用IP虚拟专网等技术组成专网，采用HDSL、DDN、FR、SDH、数字电路设置专线来实现基站到数据中心的数据传输通讯。根据目前国内的实际情况，各大电信运营商都能提供稳定合格的公用互联网接入和专用数据传输线路及方式。作为CORS建设单位可根据CORS系统组网的方式、规模来选择不同的通讯数据传输构建方式。不仅可靠性、安全性高而且成本低。

2.2　数据处理中心到移动站通讯的建立

数据中心首先必须接入公用互联网，并且必须取得固定公用互联网IP地址，才能供客户访问并获取改正数据。

目前各移动站设备制造商基本上都是采用移动通讯网络的无线连接方式，也叫分组交换方式通俗地说就是上网，用户的GSM模块开通了GPRS或者CDMA的上网功能，在用户端相关通讯设置中按数据处理中心给出固定的一个IP地址、Port端口号，用户名和密码，就像登陆网站的一样。用户登录了网站，选择页面，就可以实时的得到改正数据，而其通讯的协议是国际标准的NTRIP协议。

3、基于数字证书安全认证平台的实现

基于数字证书安全认证平台的实现是主要通过在服务器端搭建安全支撑平台和客户端搭建客户端安全应用平台，企业的各种应用接入安全认证平台后，通过客户端和服务器端的交互认证，来实现企业应用安全的控制。

对于电力企业来说，安全认证平台是构建智能电网信息安全接入体系的核心基础安全防护设施，USAP依托电网原有的防火墙、IDS等物理安全基础设施、PKI／PMI等信息安全基础设施等，基于统一安全策略和统一安全管理的思想进行系统架构设计，有效、安全地承载各种电力业务应用，对外统一提供“安全通道、身份认证、安全接入、访问控制、数据交换、集中监管”等核心功能。

4、基于数字证书安全认证平台的00R$基站数据通讯和组网

目前，随着智能电网的构建，公安部、国家保密局、国家密码管理局、电监会等国家有关部门对电网企业信息安全工作要求也不断提高，基于数字证书安全认证平台的CORS基站数据通讯和组网，不仅能满足CORS基站高速、有效运行，更能有效确保企业信息内容的机密性、完整性、可用性。

4.1　前置机安全加固

前置机上安装USAP承建商开发的安全接入终端和安全专控软件，终端先将数据发送到安全接入平台交换机，再由内部交换机强制转发给前置机，终端发送出的数据经过安全接入终端软件的商密算法加密，再转发到安全接入平台服务区。

前置机设置防火墙，限制前置机出口IP地址和端口，并且在安全接入平台内部三层交换机上加入特定路由，强制终端访问特定的内网服务器，而不能访问其他内网业务服务器，保证了内网业务服务器的安全；

前置机数据流进入安全接入平台内部三层交换机，通过USAP的安全接入区、接入服务区进行安全认证接入并进行安全服务访问，通过内网业务提供的安全应用接口进行安全数据访问。

4.2　用户终端加固

安全终端主要通过终端安全专控软件(终端安全模块、安全连接软件模块、安全加固软件模块等)和安全硬件、系统整体定制等实现安全终端整体防护框架，主要功能包括移动终端完整性检验、基于角色及各种组合方式的强身份认证、终端安全加固、业务应用安全控制、综合访问控制、安全管理、数据安全存储和安全访问等等。

5、结语