基于Lonworks總線的智能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
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4 系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)
本文采用現(xiàn)場總線作為系統(tǒng)的通信平臺,構(gòu)建一個開放的,具有互操作性的實(shí)時現(xiàn)場總線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)該測控系統(tǒng)的具體方案如下：
考慮到系統(tǒng)降低成本的要求,結(jié)合現(xiàn)有總線控制系統(tǒng)的特點(diǎn),作者利用現(xiàn)場測控設(shè)備、Lonworks節(jié)點(diǎn)和其網(wǎng)絡(luò)設(shè)備組成現(xiàn)場測控網(wǎng)絡(luò)。在此,我們只要在設(shè)計每個Agent的時候,給每個模塊加上Neuron芯片,通信線路只需普通的雙絞線即可,這樣便可以實(shí)現(xiàn)各Agent之間的任意通信。同時以單片機(jī)系統(tǒng)作為硬件支撐,用MCS51語言作為軟件開發(fā)工具,使其與新型傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)構(gòu)成相應(yīng)的智能Agent。主要完成對測控對象的基本控制,通過臨時的現(xiàn)場節(jié)點(diǎn)采集所需要的監(jiān)控信息,進(jìn)行感知處理,并通過總線傳到管理Agent進(jìn)行總體數(shù)據(jù)分析、處理和故障診斷。動態(tài)節(jié)點(diǎn)Agent之間遵循Lontalk協(xié)議,采用網(wǎng)絡(luò)變量實(shí)現(xiàn)各節(jié)點(diǎn)的連接。節(jié)點(diǎn)間的數(shù)據(jù)通信采用窗口協(xié)議以顯示報文進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,并通過網(wǎng)絡(luò)變量來管理,這樣就實(shí)現(xiàn)了節(jié)點(diǎn)Agent間的相互操作,并采用類KQML的通訊模式實(shí)現(xiàn)Agent間的信息和知識的共享。
4.1控制Agent
控制Agent的主要功能是完成自身的控制算法,并根據(jù)任務(wù)需要與其它Agent組成動態(tài)的多Agent合作系統(tǒng)。控制Agent所需要的控制命令和數(shù)據(jù)均通過Lon總線傳輸?？刂艫gent只帶有Lonworks接口芯片和外部擴(kuò)展EZPROM,并無任何其它外設(shè)。
本文采用神經(jīng)元芯片TMP3150與AT89c51單片機(jī)連接構(gòu)成Lon總線接口電路,二者之間采用并行通訊方式。單片機(jī)AT89c51的P0口與3150的IO0～I(xiàn)O7,相連作為8位的數(shù)據(jù)總線;AT89c51的P3.2與3150的IO8相連,作為單片機(jī)請求發(fā)送數(shù)據(jù)的信號線和接收3150控制命令的應(yīng)答線;P3.3與IO9相連,作為神經(jīng)元芯片接收數(shù)據(jù)的應(yīng)答信號線;P3.4與I010。相連,用作3150發(fā)送控制命令的信號線。這樣選取P3.2和P3.3。作握手信號,保證了單片機(jī)與3150的嚴(yán)格同步。同時,為了避免系統(tǒng)受到干擾時死機(jī),在單片機(jī)每次等待應(yīng)答信號時都加入了一個延時。若延時結(jié)束還未收到應(yīng)答信號,那么單片機(jī)就跳到初始狀態(tài)。該Agent的電路原理如圖3所示：
圖3 控制原理圖
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