應(yīng)用軟件設(shè)計(jì) - 基于ARM的橡塑機(jī)械雙層網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)

　　3．2 應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)

　　3．2．1 CAN服務(wù)器端設(shè)計(jì)

　　CAN服務(wù)器端需要完成兩大部分的工作。一是和底層控制器交互，二是處理并存儲(chǔ)好相應(yīng)的數(shù)據(jù)，以提供給人機(jī)界面和WEB服務(wù)器使用。

　　CAN總線(xiàn)默認(rèn)的調(diào)度方式為CAMA／CD協(xié)議，該協(xié)議原理比較簡(jiǎn)單，技術(shù)上易實(shí)現(xiàn)，網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)處于平等地位，不需集中控制，不提供優(yōu)先級(jí)控制。但在網(wǎng)絡(luò)負(fù)載增大時(shí)，發(fā)送時(shí)間增長(zhǎng)，發(fā)送效率急劇下降，即會(huì)永遠(yuǎn)優(yōu)先發(fā)送優(yōu)先級(jí)高的節(jié)點(diǎn)而阻塞優(yōu)先級(jí)低的節(jié)點(diǎn)，因此考慮到對(duì)該協(xié)議進(jìn)行改進(jìn)。為了自定義協(xié)議，因此我們的CAN數(shù)據(jù)采用了擴(kuò)展幀。

　　針對(duì)橡塑機(jī)械需要的通信數(shù)據(jù)類(lèi)型設(shè)計(jì)了如下的通信協(xié)議。主要具備以下幾點(diǎn)特點(diǎn)：

　　(1)下位機(jī)根據(jù)仲裁段優(yōu)先級(jí)來(lái)確定該段數(shù)據(jù)的優(yōu)先級(jí)；

　　(2)優(yōu)先級(jí)的分配由服務(wù)器端進(jìn)行，讀取初始化配置文件(包括節(jié)點(diǎn)編號(hào)和優(yōu)先級(jí)碼兩個(gè)部分)+頁(yè)面設(shè)定；

　　(3)優(yōu)先級(jí)根據(jù)傳輸數(shù)據(jù)的截止時(shí)間決定(DM)。要求的時(shí)間越短，其優(yōu)先級(jí)越高。

　　(4)通信數(shù)據(jù)的命令格式如圖4所示，其中所有字節(jié)均為ASCII字符。

　　開(kāi)始位必須放@，以示命令的開(kāi)始。標(biāo)題碼為命令的代碼；用”*”和回車(chē)(ASCII碼為13)作為命令結(jié)束。

　　一次通訊的流程如圖5所示。

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　　設(shè)計(jì)了兩個(gè)隊(duì)列，分別為發(fā)送隊(duì)列和接收隊(duì)列，以處理大量數(shù)據(jù)的發(fā)送問(wèn)題。在隊(duì)列中的數(shù)據(jù)按照其優(yōu)先級(jí)排序(DM判定)。

　　3．2．2 WEB服務(wù)器的移植

　　Boa是一個(gè)運(yùn)行在類(lèi)Unix系統(tǒng)中的小型Web Server，特別適合在嵌入式的場(chǎng)合中使用，其優(yōu)點(diǎn)在于快速性和可靠性。

　　Boa網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的移植主要有兩個(gè)部分：src下的文件修改和config文件修改。Src部分需要修改應(yīng)用的硬件平臺(tái)配置，指定交叉編譯器等。config文件需要針對(duì).設(shè)備所處網(wǎng)絡(luò)環(huán)境來(lái)配置端口號(hào)等。

　　根據(jù)移植好的Boa，設(shè)計(jì)了圖6所示結(jié)構(gòu)的遠(yuǎn)程橡塑機(jī)械WEB Server。

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　　Boa服務(wù)器用以處理用戶(hù)請(qǐng)求，并返回?cái)?shù)據(jù)給瀏覽器。當(dāng)瀏覽器需要訪(fǎng)問(wèn).上動(dòng)態(tài)的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)時(shí)，Boa服務(wù)器將調(diào)用存儲(chǔ)在服務(wù)器中的CGI(公用網(wǎng)關(guān)接口)程序。首先瀏覽器提交請(qǐng)求，Boa接收網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)后進(jìn)行解析，再根據(jù)請(qǐng)求數(shù)據(jù)調(diào)用相關(guān)的CGI程序，CGI生成相關(guān)頁(yè)面數(shù)據(jù)向屏幕輸出，此時(shí)這個(gè)輸出被定義為到Boa的輸入，Boa再返回?cái)?shù)據(jù)給瀏覽器客戶(hù)端。上述CGI程序中實(shí)現(xiàn)了對(duì)實(shí)時(shí)更新的數(shù)據(jù)文件／tmp／currentData的調(diào)用，并輸出給瀏覽器端。

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　　4 在橡塑機(jī)械上的應(yīng)用實(shí)例

　　本網(wǎng)絡(luò).配合相應(yīng)的圖形用戶(hù)界面程序已經(jīng)成功應(yīng)用于抽真空平板硫化機(jī)上，目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了雙機(jī)的同時(shí)監(jiān)控。通過(guò)本.可實(shí)時(shí)監(jiān)控抽真空平板硫化機(jī)在運(yùn)行當(dāng)中的各工序，配置硫化機(jī)的各項(xiàng)生產(chǎn)工藝參數(shù)。遠(yuǎn)程的計(jì)算機(jī)也可通過(guò)局域網(wǎng)讀取到.上的運(yùn)行設(shè)備。

　　5 結(jié)束語(yǔ)

　　ARM9、嵌入式Linux操作系統(tǒng)、以及CAN總線(xiàn)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在本.上的應(yīng)用將結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功能局限的一對(duì)一的橡塑機(jī)械.擴(kuò)展到了網(wǎng)絡(luò)化、信息化的集成系統(tǒng)當(dāng)中。CAN總線(xiàn)數(shù)據(jù)的按優(yōu)先級(jí)調(diào)度能適應(yīng)多任務(wù)、大容量數(shù)據(jù)的處理，可有效提高.的實(shí)時(shí)性能，而嵌入式WEB服務(wù)器的成功移植實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程的監(jiān)測(cè)和維護(hù)，可大大縮短維護(hù)時(shí)間開(kāi)銷(xiāo)，減少維護(hù)成本。

　　同樣，本控制器不僅僅局限于現(xiàn)今應(yīng)用中的抽真空平板硫化機(jī)，其網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)理念使得只需要將具體通信數(shù)據(jù)協(xié)議以及與人機(jī)界面程序的接口稍作修改即可應(yīng)用于其他的橡塑機(jī)械乃至于其他工業(yè)控制應(yīng)用場(chǎng)合。
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