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传统数据采集系统一般利用各种数据采集卡或是多串口卡

传统数据采集系统一般利用各种数据采集卡或是多串口卡,编制相应的定制软件,将外 部信号采集到工控机或普通PC 机。由于硬件结构的限制,传统的数据采集系统体积大、实 时性差、信号衰减严重、外挂设备数量有限,无法满足微型化、大容量、高实时性、多参数 和高稳定性的要求。随着计算机技术和网络技术的发展,各种新的数据采集的实现方案不断 出现,其中,以TCP/IP 通信机制的远程数据采集系统具有较好的使用前景[1]。本文以基于 WinCE 的嵌入式设备为核心,取代传统意义上的PC 机,采用TCP/IP 通信机制搭建的远程 数据采集 系统,结合嵌入式设备和网络技术的优点,将信号采集、信号传输和数据处理相对 分离,提高了系统的抗干扰能力、实时性和高安全性,特别适用于远程、多参数的数据采集, 具有重要的使用价值和应用前景。
2 远程数据采集系统总体结构
基于嵌入式 WinCE 的远程数据采集系统如图1 所示,主要的组成部分及其功能如下: (1)客户端PC,主要进行远程数据采集器的信息配置和数据监控等;(2)Linux 系统服务 器,主要负责与数据采集 器通信,进行数据的接收、分析、处理、存储和监视,以及采集器 配置文件的传输;(3)基于WinCE 的嵌入式数据采集器,主要根据远程配置参数,多点、 多参数动态采集生产设备信息、环境信息以及操作人员信息,包括电流、电压、压力、产量、 温度、湿度、班组号等。在远程数据采集系统中,利用高可靠性的TCP/IP 协议完成配置文 件的更新和采集数据的传输,以及采集器远程调试监控;利用嵌入式数据库(SQL Server CE)保存数据采集 和服务器传送的远程配置文件;利用SQL Server CE 提供的RDA和Replication (合并复制)特性,当服务器网络断开后完成数据和配置文件的转储和备份,保证数据的完 整性;利用嵌入汇编控制的硬件看门狗技术保证系统运行的高稳定性;利用可扩展的IDE 接口可以保证大容量数据的存储。
数据采集通信协议设计
    通信协议是网络正常工作必不可少的,主要是对计算机和节点终端设备间通信帧格式的具体规范与统一,例如帧长度确定、命令字意义、参数长度、帧起始标志、结束标志等。具体帧格式规定如表1所示。每帧数据有23字节,其中起始位1字节,固定为Oxaa;分机号1字节,可设置范围为0~255;命令1字节,包括5个命令:OxOf、Ox2f、Ox4f、Ox8f、Oxaf,依次为发送数据命令、写数据命令、时间设置命令、功率设置命令、写分机号;数据17字节,包括标签数据12字节和时间数据5字节;CRE校验采用CRC-16,共2字节,数据采集是起始位到数据位之间所有数据的CRC校验值;停止位1字节,固定为Ox55。
    系统通过RS485总线实现上位机与下位机之间的通信。计算机根据分机号选择不同节点终端设备,数据采集 选择命令代码实现各命令,数据部分为操作响应代码(“0”标识操作失败,“1”标识操作成功)、相关参数(如时间设置命令中的时间参数)或返回具体数据(如标签数据和时间数据)。
结束语
    RFID技术以其优势必将在数据采集信息化建设过程中得到推广与应用。系统利用RFID技术构建一种低成本、高可靠性、维护方便的数据采集网络。目前该网络已应用于某公司自动生产线中。运行状况良好,具有广泛的应用前景。

 

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