规模硬件模块化智能控制方法和实践

单云峰

文章通过上位机对单片的运行时序和容错管理做出合理的调整与修正，探索出了方便维护、布线简洁、易于同类重用、较为规范的智能化控制方法。

【关键词】规模硬块 智能控制 模块化 控制方法

1 对规模硬件模块化总体结构的分析

每个硬件设备后集成一个对这种设备进行信息采集和控制的电路板，该电路板是由单片机来进行管控的，由COM口接入通信的集线器。集线器也是由单片机进行管控的，经过COM口被接入上位机。这里所说的上位机就是工控PC机，它是一种用太网接收应用层计算机设备的应用系统，通过将COM口接收的采集数据用太网发往应用层的计算机系统中，从而实现应用层计算机与上位机网线的有机连接。

2 对规模硬件模块化智能控制方法的相关研究

上位机需要先识别系统内的单元设备，然后才能采用优先控制策略。通过将通信集线器与COM口连接，对实时性能进行优化，并在对相关设备进行管控的过程中，根据设备的运行信息对设备运行趋势做出的判断，从而确定非线性的控制方向。

2.1 上位机对单元设备的识别

单元设备是由该单元设备单片机确定的，上位机在初始化时对单元设备进行识别，从而确定单元设备。详细识别流程如下：

（1）上位机向通信集线器发送查询信息；

（2）延时；

（3）上位机成功读取通信集线器回送的字节信息，从而获取单片机的ID；

（4）将以上流程重复操作，一直到256个端口被成功查询完为止。

2.2 关于规模硬件控制量的非线性控制分析

2.2.1 非线性控制的重要性

模拟输出量本身属于非线性的，是由于硬件实现误差或者硬件设备磨损而造成的。所以需要上位机对应用层给出的数据信息进行修正。

2.2.2 非线性控制表

非线性控制表是进行非线性控制的基础，在非线性控制的环节中，工作人员表示，每个模拟输出量都对应一个非线性的控制表，如表1所示为非线性控制表的结构图。其中需要满足的条件是：v0≤v1≤vn，由于非线性的控制表是存储在上机位磁盘中，所以在进行系统初始化的时候，一定是由上机位负责加载的。

3 关于非线性控制方法的相关研究

（1）模拟输出量指向刻度的控制过程为：送入单元设备中。在此过程中，上位机函数需要根据图1，并对U做出非线性的处理，从而得出对应V的值，最后一步就是将V转变成相应的单片机信息。

（2）模拟输出量U的采集过程为：S1，读取的数据为d，，根据上位机的函数依据表对v做出非线性的处理，得出对应的U值，同時函数fmt（d）将单片机的协议数据转变为V。

（3）对相关设备的运行趋势进行深入的分析与研究。需要对函数U2V（U）和函数V2U（V）进行正向修正还是逆向修正的思考，在此过程中一定要依据对设备运行趋势预测，同时根据设备的主要特点并利用上位机，及时记录设备运行历史信息，做出科学合理的判断，从而确定非线性控制方向。

4 对协议与软件的相关分析

4.1 上位机与应用层采用UDP的协议，以下是对该协议定义的详细分析

（1）利用上位机向单元设备及时传输数据包，字节0：是写入的主要标志（2）；字节1.端口ID；控制数据。

（2）单元设备向上位机发送数据包。字节0…23；数据采集。

4.2 类ADIO

（1）Load：解析存储的文件并设置相应的数据成员。其中为规模硬件控制量的存储区域。

（2）R ecv：根据接收应用层的数据包，置。

（3）Send（）：根据fromtTos发送。

4.3 上位机总体结构的分析

上位机控制程序需要考虑的影响因素为：

（1）关于分离变化，其控制程序主要分为固定，重用部分和依赖硬件系统的动态部分。

（2）分离应用层计算机与上位机网络拓扑配置的变化。

（3）实现对COM口的管理，以便于提供实时性。在控制系统的结构分析中，需要根据具体设备的控制方法进行重定义，创建动态的单元设备静态方法。

（4）关于隔离网络变化的分析

通常情况下网络传输配置都被应用在上位机和分离层的通信变化中，接下来对配置文件格式做出研究：

M1，

N1]

FROM=T0=PERIOD（MS）

…

FROMT0=PERIOD（MS）

在此过程中，M1，N1，分别为系统模拟输出量，模拟输出量；X1，Y1为反射内存信息的序号，其中T1作为信息发送的周期。

4.4 类Cmm和CmmWR

（1）Cmm：以序号iCmm作为输入，其创建的速率为brate的COM口句柄hCmm。

（2）发数据

（3）：收数据。

4.5 关于类Device的研究

（1）由于静态数据的主要成员是newOperators，而且该成员是由256个元素函数组成的指针数组，所以可以用它来创建单元设备控制。

（2）静态的方法：

（3）：

S2：调用

S3=调用完成。

5 结束语

综上所述，此次研究的技术有效的解决了布线复杂和测试困难的问题，从而实现了相关设备的模块化控制。这种技术不但为系统开发与维护的相关工作提供了参考，而且由于它的适应能力较强，因此被广泛用于管理数量较大的硬件设备的控制工作中。这种技术能够对多个COM口进行并行控制，从而有效解决了串行传输和系统设备实时性这两者之间的矛盾；实现了同类复用；系统规模方便扩充；实现了硬件控制量与雷达系统、航电仿真系统等之间的硬件数据传输。

参考文献

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[2]王远春.自组式模块化智能家居控制系统浅析[J].中国安防，2015（08）：88-91.

[3]樊陈，倪益民，窦仁晖，等.智能变电站顺序控制功能模块化设计[J].电力系统自动化，2012，36（17）：67-71.

作者单位

浙江省杭州市士兰微电子股份有限公司 浙江省杭州市 310012