采用PROFIBUS-DP的FCS性能研究及診斷軟件開發(fā)
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2.4 關(guān)鍵技術(shù)
該軟件主要是實現(xiàn)對PROFIBUS報文進行提取，實現(xiàn)在線采集PROFIBUS-DP報文數(shù)據(jù)，從數(shù)據(jù)鏈路層角度對各種報文進行分析，完成各種類型報文的顯示，完成對報文種類、服務(wù)類型、地址、數(shù)據(jù)長度及數(shù)據(jù)單元等信息的提取顯示，并對診斷報文、參數(shù)化報文及組態(tài)報文等的數(shù)據(jù)單元進行詳細的分析，得出總線性能的各種參數(shù)及故障原因，將分析過的數(shù)據(jù)存儲進數(shù)據(jù)庫，存入臨時緩沖區(qū)，根據(jù)需要將分析過的報文信息存入數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)歷史查詢。
如何實現(xiàn)報文幀的提取是本軟件設(shè)計的一個關(guān)鍵問題。由于PROFIBUS報文格式有很多種，而且包括數(shù)據(jù)長度不固定的可變報文。雖然各種報文都具有固定的報頭、報尾，但是存在的問題是報頭報尾并不是特定的字符，有可能和報文中數(shù)據(jù)單元內(nèi)容一樣，所以這里利用報頭報尾進行報文的提取是不可行的。作者在這里利用各種報文幀前的同步字符進行報文提取，也就是說，在每個完整報文幀傳輸之前，其前面都有一個不小于33bit的同步時間，在報文幀中間是沒有任何間隔的，利用這一同步時間，在VC++中利用超時函數(shù)，對報文幀進行了完整地提取。
另外，由于通信數(shù)據(jù)量很大，速度較快，這里采用了WINDOWS多線程技術(shù)。一個線程為監(jiān)視線程，監(jiān)視串口通訊，一個為數(shù)據(jù)處理主線程，另外一個為定時刷新數(shù)據(jù)庫線程。當(dāng)監(jiān)視線程監(jiān)視到串口中有數(shù)據(jù)到達時，就觸發(fā)一個消息通知數(shù)據(jù)處理主線程，數(shù)據(jù)處理主線程就去串口緩沖區(qū)中取出數(shù)據(jù)，并進行數(shù)據(jù)處理。定時器線程定時刷新數(shù)據(jù)庫顯示，以實現(xiàn)實時顯示功能。
作者在程序編寫的過程中，出現(xiàn)數(shù)據(jù)庫不能實時刷新的情況，后來發(fā)現(xiàn)問題出在WINDOWS的WM_TIMER定時器上，由于該定時器消息優(yōu)先級較低，可能造成WM_TIMER消息的丟失，所以不能實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的實時刷新。解決的方法是采用WINDOWS的多媒體定時器。在使用多媒體定時器的過程中，定時間隔的選取又是一個關(guān)鍵的問題，定時間隔選取太小，將會耗費大量的CPU內(nèi)存，造成系統(tǒng)“死機”, 定時間隔選取太大，又不能完成“實時”顯示功能。這里又涉及到PROFIBUS總線信息循環(huán)時間的問題，總線信息循環(huán)時間與總線傳輸?shù)牟ㄌ芈?、從站的?shù)量、I/O數(shù)據(jù)的數(shù)量、從站需要的延遲時間以及主站的空閑時間等有關(guān)。作者通過了大量的計算和多次實驗調(diào)試，尋找到一個合適的定時器間隔。
2.5 顯示界面
該PROFIBUS-DP報文分析軟件的程序界面包括主界面、串口配置界面、報文過濾界面、報文查詢界面、數(shù)據(jù)庫存儲界面以及歷史查詢界面等。
PROFIBUS-DP分析診斷軟件的運行主界面如圖6，窗口左上部分“當(dāng)前profibus報文”組框內(nèi)存放最近采集到的PROFIBUS-DP報文信息，并可通過工具欄上的記錄移動按鈕滾動察看記錄；右上方“信息面板”是用來顯示所有查看報文的詳細信息。窗口下半部分以網(wǎng)格形式顯示PROFIBUS-DP歷史信息。
若需要打開串口，開始接收PROFIBUS報文信息，則可選擇“命令”菜單下的“開始接收”項；若需停止接收PROFIBUS報文信息，則可選擇“命令”菜單下的“停止接收”項；若需要配置串口參數(shù)，則可選擇“命令”菜單下的“串口配置”項，此時將彈出“串口配置對話框”，若需清除當(dāng)前所有記錄，可選擇“記錄”菜單下的“清除所有記錄項”命令，如果需要分類查看各種報文，可以選擇“查看”命令菜單下的“報文查詢”，此時將彈出“報文查詢對話框”，可根據(jù)需要進行報文分類查看。
圖6 軟件運行主界面
3 結(jié)束語
該軟件經(jīng)過作者在PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)實驗系統(tǒng)上的反復(fù)運行調(diào)試，結(jié)果表明該軟件能夠?qū)崿F(xiàn)對幾種PROFIBUS報文進行分析，能夠完成采集、顯示、分析、存儲和查詢等功能，為以后的研究開發(fā)奠定了基礎(chǔ)，同時具有一定的實用價值。
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