基于嵌入式的智能化与网络化的自动化仪表韩冬，等
基于嵌入式的智能化与网络化的自动化仪表
ＰｒｏｃｅｓｓＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎＢａｓｅｄ
ｏｎ
ＥｍｂｅｄｄｅｄＩｎｔｅｌｌｅｃｔｕａｌｉｚａｔｉｏｎａｎｄＮｅｔｗｏｒｋｉｎｇ
韩牟旅震建
（渐江大学控制科学与Ｓ－程学系，杭州３１００２７）
摘要从嵌人式系统在仪器仪表中应用的角度出发，介绍了软硬件协同设计的设计思想和各种嵌入式处理器，讨论了嵌入式Ｉｎｔｅｒ—ｎｅｔ接入技术和实时操作系统对自动化仪表发展的影响，指出基于嵌人式的智能化、网络化仪表是自动化仪表的发展趋势。文末给出了一个基于ＰＣＩ０４的仪表系统架构。关键词嵌入式系统
自动化仪表智能化网络化
Ａｋ打日ｃｔ
Ｆｒｏｒａ
ｔｈｅ舢蝉ｅｏｆａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ０ｆｅｍｂｅｄｄｅｄｓｙｓｔｅｍ
ｉｎｐｒｏｃｅｓｓ
ｉｎｓｈｕｍｅｎｔａｆｉｏｎ，ｔｈｅ
ｄｅｓｉ印ｃｏｎｃｅｐｔｏｆｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄｄｅｓｊ种ｆｏｒｂｏｔｈ
ｈ日Ｉｄｗ砒ａｎｄ
ｓｏｆｔｗａｒｅａｎｄｙａｌ＇ｉｏｕｓｅｍｈｅｄｄｅｄｐｌｏｃＥ螂ｏｒ￥ａｒｅｉｎｔｍｄｕｃｅｄ
Ｔｈｅｅｍｂｅｄｄｅｄ］ｎｔｅｍｅｔｃａｒｍｅｃｔ－ｉｎ把ｃｌｌＩ”１０舒ａｎｄｔｈｅｉｎｔｌｕｅｎｃｅｏｆＩ髓ｌ
ｔｉｍｅ
０ｐ嘲Ⅱ“ｇ
ｓｙｓｔｅｍｔｏ
ｄｅｖｅｌｏｌｍｍｎｔ
ｏｆ
ＩＺｍｅｓａｉｍｔｎｕｎｅｍｔａｔｉｏｎ
ａｒｅ
ｄｉ∞Ｌｌ删１ｂｕｓ
ｔｈｅｐ。ｐｅｒ
ｓｔａｔｅｄｔｈａｔｉｒⅫｍｌｍｅｎｔｓｂａｓｅｄｏｎ
ｅｍｂｅｄｄｅｄｉｎｔｅｌｅｃｔｕ“ｚａｔｉｅａａｎｄ
ｎｅｔｗｏ概ｍ
ｔｈｅ
ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇｕｅｎｄ
ｏｆｐｒｏｃｅｓｓ
ｍｓｔｎⅡ＇ｎｅｎｔａｄｏｎＡｎ
ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓｙｓｔｅｍｆｌａｍｅｂａ．∞ｄ
Ｏｉｌ
ＰＣＩ０４
ｉｓ
０ｖｅｎｆｍａｌｌｙ
Ｋ町ｗｏｒｄｓ
Ｅｎ“ｄｄｅｄ
ｓｙｓｔｅｍ
Ｆｔｏｃｅａｓｉｎｓｈ。ｕｍｅｎｔａｔｉｏｎＩｎｔｅｌｌｅｃｔｕａｌｉｚａｔｉｏｎ
Ｎｅｔｗｏｒｋｉｎｇ
１嵌入式系统和自动化仪表
嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，软件、硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、
成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。目前基
于嵌入式的系统大致可分为３类：
①基于单片机的ＭＣＵ系统。一般是８位或１６位
的处理器，集成度较高，控制功能比较丰富。但是，存储器容量比较小，系统资源有限，功能不够强大；
②以ＰＣＩ０４为代表的工业化的单板机。在保留其强大功能的同时，实现了小型化、模块化、低功耗、较
高的可靠性。但是，硬件的剪裁只能从板卡级进行一
些选择．灵活性不够；
③以３２位嵌入式处理器为核心（ＭＰＵ或ＤｓＰ），按照应用的要求对硬件实现完全剪裁，有嵌入式操作
系统支持的强大软件平台。具有最低冗余度和最大专
用性的高级专用计算机系统。
针对特定的自动化仪表的要求，合理剪裁软硬
件，实现高集成度、低冗余、小型化，使得自动化仪表不仅具有传感测量、补偿计算、显示的功能，还具有更加强大的信息处理、比较推理、故障自诊断自测
试、自学习自适应等智能化功能。应用嵌入式的网
络接人技术，还能使仪表完成远程维护、远程控制、
故障预报、信息发布与共享等以前无法实现的功能。
嵌人式系统的应用，为仪器仪表行业的发展带来了广阔的前景。
２自动化仪表设计的新模式——软硬件协同
设计（ＣｏＤｅｓｉｇｎ）
传统的仪器仪表设计中，先进行系统的硬件设计，再进行软件阶段的设计，后进行系统的集成测试。这
时。如果发现系统硬件的错误或者系统结构的缺陷，要
修正相当困难，可能导致系统的重新设计，这不仅延长了开发周期，增加了开发的成本，而且难以满足快速变化的市场需求。
在嵌入式系统的研究开发中，人们认识到软件与硬件的开发不应是独立的、分离的，而应是协同的、一
致的。即在软件和硬件实现之前，对软硬件所实现的
功能进行划分，以便产生一个最佳的分解方案，同时在
硬件开发之前，应对包含软件、硬件的嵌入式系统所实现的功能进行验证。以确保系统的实现与最初的功能
规格说明相一致…。
这就是一种新的设计模式一软硬件协同设计
（‰ｉ辨）。这种思想对于自动化仪表的设计是很有
借鉴意义的。软硬件协同设计可分为四个阶段：系统
功能描述和划分阶段，软硬件设计阶段，协同模拟阶
段，软硬件综合阶段１２．３Ｊ，如图１所示。
①系统功能描述和划分：在设计的初期就对系统
的功能和性能进行验证，采用和实现无关的语言描述系统的功能，可以采用ＶＨＤＬ作为算法级的描述语言。
也可以通过对Ｃ语言进行必要的修改与扩充作为行为
级的描述语言，以便对系统功能进行模拟验证。
（ｆｌ动化仪表＞第２５卷第５期２００４年５月
囤１软硬件协同设计示意图
②软硬件功能分解：在系统功能描述的基础上，根据设计目标和约束条件进一步对系统进行分解，划
分软硬件部分，使系统设计能够并行进行，使系统方案接近最优。
③系统协同模拟：软硬件设计完毕，通过通信和同步机制对整个系统综合模拟验证，及时发现并修正系统设计偏差。
④软硬件综合：模拟通过后进行软硬件综合，最后完成整个系统的设计。硬件构件的综合可由硬件高层综合、逻辑综合、版图综合等几个不同阶段构成。软件构件的综合包括软件高级综合、编译、汇编等几个阶段。
采用这种新的设计思想，不仅能够降低设计成本，缩短设计周期，而且避免了重复设计，提高了设计的合理性和成功率。
３新型自动化仪表的核心——高性能嵌入式处理器
目前的自动化仪表大多采用８位或者１６位的微控制器（单片机），虽然在一定程度上做到了智能化，但是随着需要实现的功能越来越多，越来越复杂，已经有些力不从心。同时，微电子技术、芯片技术、集成电路工艺的飞速发展，使得高性能的嵌入式处理器的价格、体积、功耗都不断降低，新型仪器中使用高性能的嵌入处理器已成为可能＿４Ｊ。
嵌入式微处理器目前主要有Ｉｎｔｅｌ、ＡＭＤ及其他Ｘ８６兼容厂商生产的Ｘ８６嵌入式ＣＰＵ，Ｍｏｔｏｒｏｌａ的６８０００、ＩＢＭ和Ｍｏｔｏｒｏｌａ的ＰｏｗｅｒＰＣ，日立公司的ＳＨ，ＳＧＩ公司的ＭＩＰＳ，以及在嵌入式ＲＩＳＣ处理器市场占绝对优势的ＡＲＭ系列等【５Ｊ。
嵌入式ＤＳＰ处理器系统结构和指令进行了特殊设
计。适合于执行ＤＳＰ算法，编译效率较高，指令执行速度也较快。在数字滤渡、肿、谱分析等方面具有突出的优势，比较有代表性的产品是１１的ＴＭＳ３２０系列和
Ｍｏｔｏｒｏｌａ的ＤＳＰ５６０００系列。
为了满足各种不同应用的需求，ＣＰＵ生产商还提供了专用的集成化处理器。以３２位处理器为内核，处理器中还集成了许多外围的功能。如Ｍｏｔｏｒｏｌａ６８３６０是一个３２位内核（ＣＰＵ３２＋）的集成通信用ＣＰＵ，它最大的特点是集成了一个通信系统，内含４路同步协议的协议通道，可以支持Ｉ－ＩＤＬＣ、Ｔ１／Ｅ１、ＩＳＤＮ等通信协议。ＡＲＭ系列的微处理器种类更多，有专用于网络的，专用于通信的，集成ＤＳＰ协处理器的，还有支持Ｊａｖａ的等等。
用户可以根据自动化仪表的具体应用要求，以及功耗、体积、性能、价格等综合因素，选择合适的嵌入式微处理器。并在此基础上实现更加高级的算法，提供更加强大的功能。
４嵌入式Ｉｎｔｅｒｎｅｔ技术使自动化仪表实现网络化
实现自动化仪表与Ｉｎｔｅｍｅｔ联接的想法其实很早以前就有了，主要的困难在于，Ｉｎｔｅｍｅｔ上的各种通信协议对于计算机存储器、运算速度等的要求比较高，而仪器仪表大多使用的是８位和１６位ＭＣＵ，支持ＴＣＰ／ＩＰ等Ｉｎｔｅｒａｃｔ协议将占用大量系统资源，或根本不可能【６Ｊ。除了采用高性能的３２位处理器及相应硬件平台之外，对于现存的８位和１６位仪器仪表，嵌入式也提供了网络化的解决方案”Ｊ。其中比较有代表性的技术是嵌入式微型互联网技术ＥＭＩＴ（ｅｍｂｅｄｄｅｄｍｉｃｒｏｉｎ．ｔｅｍｅｔｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）。
图２通过ＥＭｌＴ技术接入Ｉｎｔｅｍｅｔ
ＥＭＩＴ采用桌面计算机或高性能的嵌入式处理器作为网关，网络协议的实现主要放在该网关上。网关通过ＲＳ一２３２、ＲＳ一４８５、ＣＡＮ、红外、射频等轻量级总线与多个嵌入式设备联系起来，每个嵌入式设备将自身的工作参数反馈到网关中；同时网关可以发送命令，修改设备中的变量，或进行某种控制。这样仅通过增加一个网关，就解决了嵌入式设备上Ｉｎｔｅｍｅｔ的问题；网关可以同时管理多个嵌入式设备，从而提高嵌入式网络的结构化、智能化、浏览信息资源的归一化，
２ＰＲＯ（ＸＳＳＡｕｒＯＭＡＴＩＯＮＤ蠢玎骶矾棚瞄琢＾Ｔ１０Ｎ，Ｖｅｉ．驾，Ｎｏ．５，Ｍａｙ，２００４
基于嵌入式的智能化与网络化的自动化仪表韩冬。等
并具有迄今为止其它解决方案无可比拟的性能价格比优势。
通过嵌人式Ｉｎｔｅｍｅｔ接人技术，新型的仪器仪表与计算机一样，成为网络中的独立节点，实现基于Ｉｎｔｅｒ－ｎｅｔ的远程数据采集、远程控制、自动报警、上传／下载数据文件等功能；用户通过浏览器或符合规范的应用程序也可实时浏览到所需的信息。
总之，自动化仪表的网络化释放了系统的潜力，改变了测量技术的以往面貌，打破在同一地点进行采集、分析和显示的传统模式；依靠Ｉｎｔｅｍｅｔ和网络技术，人们已能够和将能够有效地控制远程仪器设备，在任何地方进行采集、任何地方进行分析、任何地方进行显示。
５嵌入式实时操作系统ＲＴＯＳ使自动化仪表产生质的飞跃
自动化仪表不一定需要实时操作系统，而且在以往的仪器仪表中由于处理器功能、存储器容量等限制，实时操作系统也难以实现应用。随着仪器仪表硬件功能的增强，成本的降低，功能要求的增加和复杂化，需要实时操作系统对多个任务进行合理协调调度．管理系统资源的要求越来越迫切。
同时，各种嵌入式实时操作系统不断出现，对硬件配置要求的不再苛刻，实时性不断增强，效率不断提高，有些还提供了对网络协议的支持，使得在自动化仪表中使用实时操作系统成为可能。
使用ＲＩＤＳ的优点归纳起来主要有以下几方面：首先ＲＩＤＳ支持多任务，应用程序被分解成多个任务，程序开发变得更加容易，便于维护，易读易懂，提高了开发效率，缩短了开发周期；再者，计算机对关键事件的处理在延迟时间上有保证，即系统的实时性可以保证好于某一确定的值；还有系统的稳定性、可靠性会得到提高。例如可以增加一些用于监控各任务运行状态的任务来提高系统的可靠性Ｌ８Ｊ。
目前，国外开发商提供的嵌入式操作系统为数众多，主要有Ｖｘｗｏｒｋｓ、１，ｓｏｓ、ＱＮｘ、ＰＳＯＳｙｓｔｅｍ、ＮｕｃｌｅｕｓＰＬＵＳ、ＷｉｎＣＥ等；国内主要有Ｈｏｐｅｎ、桑夏２０００、ＤｅｌｔａＯＳ等。此外，还有相当多的基于Ｌｉｎｕｘ的嵌入式操作系统。用户可以根据应用的需要，从任务调度、内存管理、内存开销、任务切换时问、最大中断禁止时间等几个方面来衡量和选择适当的实时操作系统。
在功能强大的嵌入式处理器及其硬件平台的支持下，凭借实时操作系统的高效调度和管理，在基于嵌入式的新型自动化仪表中，软件具有了突出的地位。软
件不再附属于硬件，仅仅完成测量、计算、显示等功能，而成为处理能力很强的智能模块，能够实现人工智能的方法和技术，使自动化仪表能够实现复杂的信号处理算法，进行频谱分析，并以分析、比较和推理的结果输出相应的控制信息，能够自诊断自测试，经内部协调和重组自动修复，适应外界的变化自补偿自适应，通过自校准（校准零点、增益等）来保证自身的准确度。不仅如此，还能通过自学习学会处理更多更复杂的测控程序。软件成为仪器智能化程度高低的决定性因素。以软件为核心的虚拟仪器，也成为自动化仪表发展的一个重要方向。
６基于ＰＣＩ０４的智能网络化仪表
采用软硬件协同设计的思想，我们设计开发了基于嵌入式ＰＣＩ０４的智能化、网络化仪表用于多相流检测的研究。该系统采用研华ＰＣＭ３３５０嵌入式低功耗ＰＣＩ０４ＣＰＵ模块和ＰＣＭ３７１８高性能数据采集模块，实现了小体积、低功耗、高集成度和高可靠性。使用ＷｉｎＣＥ嵌人式操作系统，其高度的模块化、增强的实时性能、友好的视窗界面、丰富的通讯方式给系统提供了强大的功能支持和灵活的选择。仪表具有实时数据采集、分析计算、动态曲线显示、故障自诊断、通过以太网的网络接入远程传输等功能，是一种新型的智能化、网络化仪表。
Ｌ…………一Ｊ
图３基于ＰＣＩ０４的嵌入式仪表系统架构
７结束语
嵌入式系统在各个领域的研究和应用已经成为热点，对于自动化仪表的发展而言，采用新的设计模式，选择高性能的嵌入式微处理器，在实时操作系统的强大支持下，设计和开发高级智能化网络化的新型仪器仪表，必将成为行业发展的趋势。
参考文献
１郭晓东，刘积仁嵌入式系统的协同设计计算机科学．１９９９，２６（９）
２王世好．严迎建，吴清平．嵌人式系统软硬件坍同设计环境构造与实现方法．计算机工程与应用。２００２（１２）
３
＜自动化仪表＞第２５卷第５期２００４年５月
３ＷｏＥＷＨＨａｒｄｗ雠一蜘丘ｗ皿ｅ昧ｄｅ菌印０ｆｅｍｂｅｄｄｅｄｓｙｓｔｅｚａｓＰｈ０ｆＩＥＥＥ１９９４．８２（７）：９６７～９８９
４ＪｅａｎＪＬａｂｒｏｓｓｅ著嵌入式系统构件袁勤勇，黄绍金，唐青，等译北京：机械工业出版杜，２００２
５１５忠梅，１｛广云。徐英慧，田泽，编著ＡＲＭ嵌入式处理器结构与应用基础北京：北京航空航天大学出版社，２００２
６ＢｕｒｔｏｎＨＬｅｅＥｍｂｅｄｅｄｉｎｔｅｍｅｔｓｙｓｔｅｍ：ＰｏｉｓｅｄｆｏｒｍｋｅｏｆｆｌＪＪＩｌｌＩ∞州＆咖砌Ｉｉ喁１９９８．２（３）：６１２～６２５７刘立芳。齐小剐远程设备实时监控管理系统的设计与实现［Ｊ］计算机工程。２０００，２６（４）：９１—９２
８贾智平，潘辉．孙宇嵌入式实时系统中分布式ｌｉ＇ＩＤＳ的设计与实现山东大学学报（理学版）．２００２（８）
收稿日期：２００３一昕一１０。
第一作者韩夺，男，１９７７年生，２０００年毕业于浙江大学，现为在读硕士研究生；研究方向：检测技术和自动化饭表。
振动速度传感器幅频特性改进方法的研究
ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＭｅｔｈｏｄｓｏｆＩｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｆｏｒＡｍｐｌｉｔｕｄｅ／ＦｒｅｑｕｅｎｃｙＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｏｆＶｉｂｒａ—ｔｉｏｎＶｅｌｏｃｉｔｙＴｒａｎｓｄｕｃｅｒ
俞闩龙１，２黄惟一２
（淮阴师范学院物理系１，淮安２２３００１；东南．－ｋ学仪器科学与工程系２，南京２１００９６）
摘要介绍对磁电式振动传感器幅频特性改进的方法。首先对磁电式振动速度传感器的特性进行了分析，列出了传递函数，然后设计出与该传递函数相关的函数作为补偿环节，与原传感器串联后可得到平坦的输出特性。利用软件设计数字滤波器和用硬件设计模拟滤波器可使传感器的下限工作频率降低，满足工程上超低频振动潞量的要求。
关键词振动传感器磁电式幅频特性补偿
地ｌｚａｃｔＴｋｎ℃吐ｌＤｄｓｏｆ岫ｅｖｅｒｏｅｍ南ｒ阳ｑ出仙ｄｅ／ｈｅｑＬｌ町ｑｃ｝ｌａＩ扯蜘鲥ｃｏｆｖｉｂｒａｔｉｏｎ垃ｍ耐Ｌ螂Ⅲ℃ｍｔｒｏｄｌＪｃｅｄ．Ｆｉｒｓｔ－ｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ
ｏｆｎｌａ萍”ｔ０一ｅｌｅｃｔｒｉｃｖｉｂｒａｔｉｏｎｖｅｌｏｃｉ竹恤唧山ｃｅｒｉｓ删ｙ列刊ｔｈｅ缸８Ｉ豳ｒｆｕｎｃｆｉｍｉｓｈｓｔｅｄ１ｋｋｆｉｍｅｔｉｍｌｒｅｌａｔｅｄｔｏ血ｉｓ［１Ｓｌｌ出ｒｆｉｍｃｔｉｏｎｉｓ
ｄ髓ｉ删舶ｔｈｅｅｏｒａｐｅｎｓａｆｉｏｎｅｌｅｍｅｎｔ．Ｂｙ㈣ｄＴｌｇｗｉｔｈｅｘｉｓｔｉｎｇｔｒａｎｓｄｕｃｅｒｉｎｓｅｒｌａｌｔｔｈｅｆｌａｔｏｕｔｐｕｔｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｉｓｏｂｔａｉｒ．．ｅｄ．Ｗｉｔｈｔｈｅｄｊｇｉ础ｆｉｌｔｅｒｄｅｓｉｇｎｃｄｂｙｓｏｆｔ—ｗａｒｅａｎｄａｎａｌｏｇｆｉｌｔｅｒｄｅｓｉｇｎｅｄｂｙｈａｒｄｗｍ，ｔｈｅｌｏｗｅｒｏｐｅｒａｔｉｎｇｈ”衄叮ｏｆｔｈｅｔｒｌｌｎｓｄｌｌｃｅｒｉｓｃｕｔｄｏｗｎＴｈｕｓｔｈｅｒｏｑｕｋｅｍｅｍ
ｏｆ㈣ｍｅｎｔｏｆｕ］ｕⅡｌｏｗ
ｆｉｅｑｕｅｎｃｙｉ∞ｔｉｓ制．
Ｋ哿ｗｏｌ咀ｓＶｉｂｍ血ｎｈｒＨｌｌｍ
ＭａｇｎｅｔｏｅｌｅｃｔｒｉｃＡｍｐｌｉｔｕｄｅ／ｆｉｅｑｕｃｎｃｙｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃＣ（“ⅣⅢ“∞
０引言
在一些工程实际应用场合，经常需要对超低频振动的测量，如铁路公路桥梁、水坝等振动，这类振动含有频率很低的成分（１Ｈｚ以下），很难找到满足测量要求的传感器。因此，有必要对现有的传感器进行动态性能改进，扩展它的工作频带以满足需要。磁电式振动速度传感器由于具有输出信号大、后续电路简单、抗干扰能力强的优点，在低频传感器中得到广泛应用。该传感器属惯性式传感器，它是一种把振动物体的振动参数转换成电量的换能装置，它是利用电磁感应原理，在被测物体振动时传感器内固定在惯性质量上的线圈切割磁力线，得到正比于振动速度的电势，该电势通过放大器放大，可测量被测物体的速度。如果再经过微分或积分环节，还可测量加速度或位移。因此，磁
电式振动速度传感器可用于机床、航泊等装置的振动速度、加速度和位移的测量［１］。但由于受本身机械结构和材料的限制，其下限测量频率不能满足超低频振动的测量的要求。因此，需要通过一定的动态补偿措施来改进此类传感器的频率特性。
１磁电式振动速度传感器的模型［２】
磁电式振动速度传感器力学模型可简化为一个弹性系数为ｋ的弹簧，惯性质量块ｍ和阻尼ｃ三部分组成，如图１所示。该速度传感器为单自由度系统，设ｙｏ建立在传感器的壳体上，它为牵连运动坐标，ｙ．为惯性质量块与壳体作相对运动的坐标，Ｙ２为质量块的绝对运动坐标。其力学方程为
一ｃ掣嘞：ｍ警…
４Ｈ如‘】晖ＳＡ嗍＇１１ｉＯＮｎ研鼬璃佃Ｎｒ＾四０Ｎ。Ⅷ．笛，＾ｂ．５，Ｍａｙ，００咐
基于嵌入式的智能化与网络化的自动化仪表
作者：韩冬， 张宏建
作者单位：浙江大学控制科学与工程学系,杭州,310027
刊名：
自动化仪表
英文刊名：PROCESS AUTOMATION INSTRUMENTATION
年，卷(期)：2004，25(5)
被引用次数：7次
参考文献(8条)
1.郭晓东.刘积仁嵌入式系统的协同设计计算机科学 1999(09)
2.王世好.严迎建.吴清平嵌入式系统软硬件协同设计环境构造与实现方法[期刊论文]-计算机工程与应用
2002(12)
3.WOLF W H Hardware - siftware Co-design of embedded systems 1994(07)
4.Jean J Labrosse.袁勤勇.黄绍金.唐青嵌入式系统构件 2002
5.马忠梅.马广云.徐英慧.田泽ARM嵌入式处理器结构与应用基础 2002
6.Burton H Lee Eabeded intemet systems: Poised for takeoff 1998(03)
7.刘立芳.齐小刚远程设备实时监控管理系统的设计与实现[期刊论文]-计算机工程 2000(04)
8.贾智平.潘辉.孙宇嵌入式实时系统中分布式RIOS的设计与实现[期刊论文]-山东大学学报(理学版) 2002(08)相似文献(10条)
1.期刊论文景浩.韩昱嵌入式系统在自动化仪表中的应用-电脑开发与应用2006,19(12)
根据嵌入式系统在现代工业中的应用现状,结合自动化仪表的相关内容,重点介绍了当今新型智能化、网络化的仪器仪表是在新的设计模式--软硬件协同设计,选择高性能的嵌入式微处理器,在实时操作系统的强大支持下研究开发出来的.
2.期刊论文韩冬.张宏建基于嵌入式的智能化网络化自动仪表-工业仪表与自动化装置2004,""(3)
从高级嵌入式系统在仪器仪表中的应用角度,介绍了软硬件协同设计的设计思想,以及各种嵌入式处理器;讨论了嵌入式Internet接入技术、实时操作系统对于自动化仪表发展的影响;指出基于嵌入式的智能化网络化仪表是自动化仪表的发展趋势.并且介绍了设计开发的一种基于嵌入式PC104的智能化网络化仪表.
3.会议论文赵建.石瑞.李勇.王鹏80C196KC单片机在自动化仪表中的应用与实现2001
本文介绍了采用80C196KC单片机在单回路可编程序调节器、可编程序控制器、智能数据采集器等自动化仪表中的软、硬件的设计与实现方法.
4.期刊论文牟琳.陈清洪.徐盛友.蒙建波双核嵌入式系统网络平台的实现-自动化与仪器仪表2006,""(5)
开发的双核系统平台是基于华恒ARM9 S3C2410的双ARM嵌入式系统网络平台.文章简要说明了该平台的硬件构成及其接口设计,并根据需要嵌入uClinux操作系统,最后给出该平台在路由器上的应用.
5.会议论文陈丽君.周建平.刘哲MultiF仪表嵌入式系统软件平台的构建
本文介绍了浙江中控仪表公司自主开发的MultiF嵌入式软件开发平台,讲解了其各部分的构建,并给出了工业仪表应用组件的设计方案.最后,介绍了本平台的应用实例.
6.学位论文杜红彬基于ARM嵌入式系统的智能流量显示与积算仪2004
嵌入式系统是以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪的、专用计算机系统.目前基于嵌入式的系统大致可分为3类: ①基于单片机的MCU系统.一般是8位或16位的处理器,集成度较高,控制功能比较丰富.但是存储器容量比较小,系统资源有限,功能不够强大. ②以PC104为代表的工业化的单板机.在保留其强大功能的同时,实现了小型化、模块化、低功耗、较高的可靠性.但是硬件的剪裁只能从板卡级进行一些选择,灵活性不够. ③以32位嵌入式处理器为核心(MPU或DSP),按照应用的要求对硬件实现完全剪裁,有嵌入式操作系统支持的强大软件平台,具有最低冗余度和最大专用性的高级专用计算机系统.针对特定的自动化仪表的要求,合理剪裁软硬件,实现高集成度、低冗余、小型化,使得自动化仪表不仅具有传感测量、补偿计算、显示的功能,还具有更加强大的信息处理、故障自诊断等智能化功能.应用嵌入式的网络接入技术,还能使仪表完成远程维护、远程控制、故障预报、信息发布与共享等以前无法实现的功能.嵌入式系统的应用,为仪器仪表行业的发展带来了广阔的前景.目前的自动化仪表大多采用8位或者16位的微控制器(单片机),虽然在一定程度上做到了智能化,但是随着需要实现的功能越来越多,越来越复杂,已经有些力不从心.同时,微电子技术、芯片技术、集成电路工艺的飞速发展,使得高性能的嵌入式处理器的价格、体积、功耗都不断降低,新型仪器中使用高性能的嵌入式处理器已成为可能.嵌入式微处理器目前主要有Intel、AMD及其他X86兼容厂商生产的X86嵌入式CPU,Motorola的68000、IBM和Motorola的Power PC,日立公司的SH,SGI公司的MIPS,以及在嵌入式的RISC处理器市场占绝对优势的ARM系列等.实现自动化仪表与Internet连接的想法其实很早以前就有了,主要的困难在于,Internet上的各种通信协议对于计算机存储器、运算速度等的要求比较高,而仪器仪表大多使用的是8位和16位MCU,支持TCP/IP等Internet协议将占用大量系统的资源,或根本不可能.通过嵌入式Internet接入技术,新型的仪器仪表与计算机一样,成为网络中的独立节点,实现基于Internet的远程数据采集、远程控制、自动报警、上传/下载数据文件等功能;用户通过浏览器或符合规范的应用程序也可实时浏览到所需的信息.总之,自动化仪表的网络化释放了系统的潜力,改变了测量技术的以往面貌,打破在同一地点进行采集、分析和显示的传统模式;依靠Internet和网络技术,已能够和将能够有效地控制远程仪器设备,在任何地方进行采集、分析和显示.根据以上提出的思想,笔者设计开发了基于嵌入式ARM的智能化、网络化仪表用于流量计量.该系统采用了三星S3C44B0 MCU模块,实现了RS232/485及以太网接口通讯功能,能接收标准电流输入检测信号及频率信号的检测、DA输出,仪表还具有实时存储计算、显示、故障自诊断等功能,是一种新型的智能化网络化仪表.
7.期刊论文凌志浩.Ling Zhihao嵌入式系统及其对仪器仪表技术的支持-自动化仪表2007,28(3)
作系统的作用,分析了现代仪器仪表发展趋势和技术需求,展望了嵌入式系统的进展及其对仪器仪表的技术支持和应用前景.
8.期刊论文李霄峰.史金飞.阎威武基于嵌入式系统的软仪表及其应用-自动化仪表2008,29(8)
介绍了基于嵌入式系统的软仪表的设计和开发框架,提出通用软测量软件包的数据结构,并采用双重径向基函数RBF神经网络作为软测量的核心算法
.同时采用两阶段法进行神经网络训练,大大降低了软测量算法的误差.最后以催化裂化为例,介绍了如何应用该系统进行轻柴油凝固点的在线软测量.系统具有通用、开放和实时性特点,能够用于各种场合,具有较高的应用价值和推广前景.
9.期刊论文赵梅.胡宏平.Zhao Mei.Hu Hongping基于ARM的嵌入式系统在温控仪表中的应用-自动化仪表
2007,28(11)
介绍了基于ARM9和μC/OS-Ⅱ的嵌入式系统在智能化测控仪表中的应用.系统结合了模糊nD控制理论、新型32位ARM内核微处理器以及μC/OS-Ⅱ嵌入式实时操作系统在ARM内核微处理器的移植与应用,开发出了具有良好人机界面的温度控制器.该系统具有高精度、高可靠性、良好的可扩充性等特点.
10.期刊论文郭茂.孙莉莉.郑国勤.Guo Mao.SUN Lili.Zheng Guoqin嵌入式系统中设备抽象层的设计-自动化仪
表2005,26(9)
在嵌入式系统开发过程中引入设备抽象层,使系统开发过程规范可控.介绍引入设备抽象层的嵌入式系统的开发流程,详细描述了在嵌入式系统中设备抽象层的设计步骤与原则,给出已经在实际网络产品中使用的实例接口.设备抽象层的引入是软件过程管理在嵌入式系统开发中应用的前提,合理设计设备抽象层是嵌入式系统开发顺利进行的关键环节.
引证文献(7条)
1.赵群.张翔.谢素珍.李辉自动化仪表与控制系统的现状与发展趋势综述[期刊论文]-现代制造技术与装备
2008(4)
2.艾宏伟.靳其兵嵌入式控制器在烧结配水系统中的应用[期刊论文]-自动化仪表 2008(6)
3.袁海.王志新机电一体化茶青超声波清洗机的设计开发[期刊论文]-自动化仪表 2006(3)
4.张林仪表的无线数据采集与管理软件系统的设计与开发[学位论文]硕士 2006
5.唐鸿华基于以太网的嵌入式油品水分检测仪的研究与开发[学位论文]硕士 2005
6.吴浩以太网时延测量仪的设计与实现[学位论文]硕士 2005
7.王立端基于GPRS的远程雨量监测系统[学位论文]硕士 2005
本文链接：https://www.doczj.com/doc/0e17376308.html,/Periodical_zdhyb200405001.aspx
授权使用：国防科技大学(gfkjdx)，授权号：44c98507-c60b-49fb-8a9d-9e1f014f2246
下载时间：2010年10月30日