基于現(xiàn)場(chǎng)總線的嵌入式遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

0 引 言
當(dāng)今，工業(yè)控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化、標(biāo)準(zhǔn)化一直是業(yè)界比較關(guān)注的課題，對(duì)于大型的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，由于被控對(duì)象、測(cè)控裝置等設(shè)備的地域分散性，以及控制任務(wù)的實(shí)時(shí)性要求，大多數(shù)控制設(shè)備還停留在單點(diǎn)本地通信，其作用距離短，無法實(shí)現(xiàn)與企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)的相互融合。隨著計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)通信和Internet技術(shù)的飛速發(fā)展和不斷進(jìn)步，嵌入式系統(tǒng)在家庭和工業(yè)等多個(gè)領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用，而如何將嵌入式系統(tǒng)和基于嵌入式的現(xiàn)場(chǎng)總線工業(yè)控制系統(tǒng)接入Internet，利用嵌入式系統(tǒng)作為中間件實(shí)現(xiàn)對(duì)FCS群控系統(tǒng)的遠(yuǎn)程管理和控制，已成為人們?cè)絹碓疥P(guān)注的研究課題。
基于Web的B／S模式的遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)具有非常重要的特點(diǎn)：即只要是有Internet接入的地方，用戶就可以通過Internet登錄服務(wù)器，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備群進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理。這里從監(jiān)控設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化出發(fā)，利用現(xiàn)場(chǎng)總線、嵌入式系統(tǒng)和Internet技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，設(shè)計(jì)一種基于B／S模式、具有高可靠性和高安全性的嵌入式遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)。

l 嵌入式系統(tǒng)與現(xiàn)場(chǎng)總線
1．1 嵌入式系統(tǒng)
嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，并且軟硬件可裁剪，適用于對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗有嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。一般，嵌入式系統(tǒng)由處理器、存儲(chǔ)器、輸入／輸出設(shè)備和軟件(包括操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序)4部分組成。由于Internet技術(shù)的滲透，嵌入式系統(tǒng)正變得越來越智能化并具有越來越多的網(wǎng)絡(luò)友好特性。Internet技術(shù)的飛速發(fā)展，給嵌入式系統(tǒng)進(jìn)入工業(yè)控制提供了絕佳的途徑。在現(xiàn)場(chǎng)儀表和工業(yè)設(shè)備層之間應(yīng)用嵌入式技術(shù)是工業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)，而把嵌入式技術(shù)和Internet技術(shù)結(jié)合起來用于現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控系統(tǒng)中，使得整個(gè)工控網(wǎng)絡(luò)易于和信息網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)無縫連接。
1．2 現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)
現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)是將專用微處理器置入傳統(tǒng)的測(cè)量控制儀表，使之?dāng)?shù)字化、智能化，采用可進(jìn)行簡(jiǎn)單連接的雙絞線等介質(zhì)將位于現(xiàn)場(chǎng)的各種智能設(shè)備及各種控制設(shè)備連接成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，并按公開、規(guī)范的通信協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸與信息交換。它突破了DCS相對(duì)封閉的限制，將測(cè)控任務(wù)分散到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備中，上位計(jì)算機(jī)只負(fù)責(zé)監(jiān)控以及一些復(fù)雜的優(yōu)化和先進(jìn)控制的功能。它依靠具有數(shù)據(jù)采集、運(yùn)算、控制、通信能力的微處理芯片，通過現(xiàn)場(chǎng)數(shù)字化儀表對(duì)工業(yè)生產(chǎn)裝置實(shí)現(xiàn)徹底的分散控制。它以現(xiàn)場(chǎng)分散的測(cè)量點(diǎn)，控制儀表的單個(gè)點(diǎn)作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，將這些點(diǎn)以總線形式連接起來，形成現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)。