基于嵌入式WinCE的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

摘要：設(shè)計(jì)了一種基于嵌入式WinCE的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。利用分層技術(shù)在PB（Platform. Builder）集成開(kāi)發(fā)環(huán)境中定制基于WinCE的開(kāi)發(fā)平臺(tái)，分別采用Host Link協(xié)議和自定義協(xié)議設(shè)計(jì)了采集器與PLC和單片機(jī)的數(shù)據(jù)采集模塊，并實(shí)現(xiàn)采集器與Linux服務(wù)器的數(shù)據(jù)交換。與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相比，以EVOC 104-1541CLDN為核心的嵌入式WinCE數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)具有高實(shí)時(shí)性、多參數(shù)和高穩(wěn)定性的特點(diǎn)，特別適合于多點(diǎn)、多參數(shù)的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集，具有重要的使用價(jià)值和良好的應(yīng)用前景。

1 引言

傳統(tǒng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)一般利用各種數(shù)據(jù)采集卡或是多串口卡，編制相應(yīng)的定制軟件，將外 部信號(hào)采集到工控機(jī)或普通PC 機(jī)。由于硬件結(jié)構(gòu)的限制，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)體積大、實(shí) 時(shí)性差、信號(hào)衰減嚴(yán)重、外掛設(shè)備數(shù)量有限，無(wú)法滿足微型化、大容量、高實(shí)時(shí)性、多參數(shù) 和高穩(wěn)定性的要求。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，各種新的數(shù)據(jù)采集的實(shí)現(xiàn)方案不斷 出現(xiàn)，其中，以TCP/IP 通信機(jī)制的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)具有較好的使用前景[1]。本文以基于 WinCE 的嵌入式設(shè)備為核心，取代傳統(tǒng)意義上的PC 機(jī)，采用TCP/IP 通信機(jī)制搭建的遠(yuǎn)程 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，結(jié)合嵌入式設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，將信號(hào)采集、信號(hào)傳輸和數(shù)據(jù)處理相對(duì) 分離，提高了系統(tǒng)的抗干擾能力、實(shí)時(shí)性和高安全性，特別適用于遠(yuǎn)程、多參數(shù)的數(shù)據(jù)采集， 具有重要的使用價(jià)值和應(yīng)用前景。

2 遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

基于嵌入式 WinCE 的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)如圖1 所示，主要的組成部分及其功能如下： （1）客戶端PC，主要進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集器的信息配置和數(shù)據(jù)監(jiān)控等；（2）Linux 系統(tǒng)服務(wù) 器，主要負(fù)責(zé)與數(shù)據(jù)采集器通信，進(jìn)行數(shù)據(jù)的接收、分析、處理、存儲(chǔ)和監(jiān)視，以及采集器 配置文件的傳輸；（3）基于WinCE 的嵌入式數(shù)據(jù)采集器，主要根據(jù)遠(yuǎn)程配置參數(shù)，多點(diǎn)、 多參數(shù)動(dòng)態(tài)采集生產(chǎn)設(shè)備信息、環(huán)境信息以及操作人員信息，包括電流、電壓、壓力、產(chǎn)量、 溫度、濕度、班組號(hào)等。在遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，利用高可靠性的TCP/IP 協(xié)議完成配置文 件的更新和采集數(shù)據(jù)的傳輸，以及采集器遠(yuǎn)程調(diào)試監(jiān)控；利用嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)（SQL Server CE）保存采集數(shù)據(jù)和服務(wù)器傳送的遠(yuǎn)程配置文件；利用SQL Server CE 提供的RDA和Replication （合并復(fù)制）特性，當(dāng)服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)斷開(kāi)后完成數(shù)據(jù)和配置文件的轉(zhuǎn)儲(chǔ)和備份，保證數(shù)據(jù)的完 整性；利用嵌入?yún)R編控制的硬件看門狗技術(shù)保證系統(tǒng)運(yùn)行的高穩(wěn)定性；利用可擴(kuò)展的IDE 接口可以保證大容量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。

基于嵌入式 WinCE 數(shù)據(jù)采集器采用研祥公司EVOC 104-1541CLDN(B)作為硬件平臺(tái)。 EVOC 104-1541CLDN(B)是一款可由+5V 電源供電的嵌入式應(yīng)用型的 All-in-one Geode 586 的主機(jī)板，能夠提供嵌入式操作系統(tǒng)運(yùn)行所需的核心硬件資源。主要的硬件資源包括： NS GX1 處理器，工作于 2.2V/333 MHz 時(shí)的功率為1.4W，速度最高可達(dá)333 MHz； 1 個(gè)10M 以太網(wǎng)口，2 個(gè)通用異步串行口（UART）；2 個(gè)USB 數(shù)據(jù)接口；1 個(gè)LCD 控制器；1 個(gè) 64MSDRAM；1 個(gè)CF 卡接口；以及鍵盤接口和IDE 接口等。利用上述的核心硬件資源， 在集成開(kāi)發(fā)環(huán)境中，可以進(jìn)行開(kāi)發(fā)平臺(tái)的定制，數(shù)據(jù)采集和傳輸?shù)饶�塊的開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù) 據(jù)采集。

3 基于嵌入式WinCE 開(kāi)發(fā)平臺(tái)的定制

WinCE 嵌入式操作系統(tǒng)是一個(gè)緊湊、高效和可擴(kuò)展的操作系統(tǒng)，其最大的特點(diǎn)是使用 了分層結(jié)構(gòu)技術(shù)，使系統(tǒng)具有更好的可擴(kuò)展性和定制性，使應(yīng)用程序和操作系統(tǒng)獨(dú)立于具體 硬件，以適應(yīng)各種特殊的應(yīng)用環(huán)境。操作系統(tǒng)從邏輯上可以分為硬件層，OEM 層，操作系 統(tǒng)層，應(yīng)用程序?qū)覽2]�；�于嵌入式WinCE 開(kāi)發(fā)平臺(tái)的定制主要是對(duì)操作系統(tǒng)層和OEM 層進(jìn) 行定制。

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