可編程遠(yuǎn)程終端單元的設(shè)計與實(shí)現(xiàn).pdf

1、本課題由上海市高?？萍及l(fā)展基金項目“儲罐遠(yuǎn)程監(jiān)控單元(RTU)”、上海師范大學(xué)科研成果產(chǎn)業(yè)化(中試)項目和上海師大青年基金項目“新型SCADA系統(tǒng)的研制和應(yīng)用”立項和資助。研發(fā)目標(biāo)是設(shè)計一種能在無人職守的工業(yè)環(huán)境中長期穩(wěn)定工作的新型RTU，作為構(gòu)成SCADA系統(tǒng)的核心設(shè)備，完成遙控、遙測、遙信、遙調(diào)功能。中試項目將設(shè)計開發(fā)的RTU命名為UPRTU。 本課題研發(fā)的這種新型RTU的硬件、軟件都采用模塊化設(shè)計，支持可編程功能，具有獨(dú)立

2、集成開發(fā)環(huán)境，支持圖形化編程語言。 作為課題負(fù)責(zé)人作者將UPRTU的設(shè)計分為三個部分進(jìn)行：集成開發(fā)環(huán)境(IDE)、主模塊(CPU模塊)和輸入/輸出模塊(I/O模塊)。本文所介紹的項目是整個研發(fā)小組協(xié)同完成的。筆者主要負(fù)責(zé)項目的總體設(shè)計，包括分析設(shè)計需求，提出整體設(shè)計目標(biāo)以及建立目標(biāo)模型，給出總體設(shè)計方案，定義上下位機(jī)通信協(xié)議、偽執(zhí)行代碼以及其他各部分的接口，以協(xié)調(diào)各部分的并行設(shè)計。另外筆者還參與一些具體研發(fā)工作，如CPU模塊、各

3、I/O模塊的設(shè)計。 作者在IDE設(shè)計中提出了一種樹型中間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的方案，實(shí)現(xiàn)了梯形圖到中間文件再到偽執(zhí)行代碼文件的轉(zhuǎn)換(逆轉(zhuǎn)換)，在CPU模塊嵌入式Linux平臺上設(shè)計了RTU虛擬機(jī)以執(zhí)行這個偽執(zhí)行代碼文件，同時又設(shè)計了一個MODBUS子協(xié)議實(shí)現(xiàn)這個偽執(zhí)行代碼的上傳和下載，其作為子協(xié)議可以和MODBUS很好兼容，避免多種通信對COM口的搶占沖突。本文設(shè)計了自定義CAN應(yīng)用層協(xié)議，這個協(xié)議充分發(fā)揮了CAN總線多主的特點(diǎn)，也適應(yīng)了I