Windows CE 嵌入式网络监控系统的设计

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自己风格的操作界面；

（３）支持大部分Ｗｉｎ３２ＡＰＩ使得基于其他Ｗｉｎｄｏｗｓ的应用程序能方便地移植到ＷｉｎｄｏｗｓＣＥ上；

（４）体积小，并能够从ＲＯＭ直接启动，无需硬盘，不存在系统崩溃和病毒感染问题。

ＷｉｎｄｏｗｓＣＥ是为便携式电脑设计的新型平台。它提供Ｗｉｎｄｏｗｓ操作系统的坚实子集。同时，微软公司为ＷｉｎｄｏｗｓＣＥ的开发提供了一套完整且功能强大的系列工具，从硬件调试到软件开发都为用户提供了方便。

３系统组成及结构

３．１主控台

主控台是整个系统的核心，主要由ＰＣ／１０４系统、控制台面板（键盘）和液晶显示器组成，需要接入互联网。其结构如图２所示。

３．２网络控制器

网络控制器硬件如图３所示。

处理器采用美国德州仪器有限公司（ＴＩ）的ＭＳＰ４３０MSP430，与主控台通过ＲＳ－２３２通信，下层接ＣＡＮ总线中转器，同时通过无线收发模块与遥控器进行无线连接。网络控制器负责主控台各部分权限的分配，并可以减少用于与控制台通信的ＣＡＮ卡的数量。

３．３提升机控制器

提升机控制器硬件

处理器采用Ｐｈｉｌｉｐｓ公司的８９Ｃ５１ＲＤ89C51RD＋单片机，用计数器读码盘转过的角位移，向上位机发送时折算成线位移。同时采用霍尔传感器采集三路电流值，对电机实现过流保护。

交流变频电机控制部分采用光电式码盘测量电机转角，实现闭环控制。

３．４灯具控制器

每个灯配一个控制器。处理器选择Ｐｈｉｌｉｐｓ公司带Ａ／Ｄ的８０Ｃ５５２ＥＦＡ80C552EFA单片机，其硬件结构如图６所示。

灯具控制器接收并解释上位机发来的命令，然后执行命令。若上位机需要返回值，则执行后向上位机发返回帧。采用中断方式接收命令。主要功能有：

（１）ＡＤ采样各个自由度的角位移量；

（２）根据设定位置值，通过算法把自由度调到相应位置；

（３）实现各自由度的限位功能；

（４）出现异常给上位机发异常命令。

４网络监控系统的实现

４．１系统硬件特点

嵌入式网络监控系统是可移动的小型化控制系统。硬件是研华公司的ＰＣＭ－３３５０ＰＣ／１０４及ＬＣＤ显示器。与一般的台式ＰＣ系统相比，ＰＣ／１０４嵌入式系统体积小，结构紧凑，系统模块化；与单片机系统相比，ＰＣ／１０４资源丰富，运算速度快，产品系列化，可靠性高，可以充分利用丰富的软件资源和成熟高效的应用开发平台，有利于提高开发效率和系统的可靠性，适合数据量大、数据类型多的数据采集和处理系统。

４．２系统功能

主控台负责用户命令向下的传递并显示下层向上反馈的信息。因此，监控系统与底层设备有大量的数据交换，需要处理大量的实时信息，对实时性的要求比较高。而采用嵌入式操作系统ＷｉｎｄｏｗｓＣＥ３．０可以满足系统对实时性的要求。

同时，网络监控系统需要接入互联网，以便实现远程网络通信功能，进行远程诊断。远程诊断的目的就是能将现场设备的状况及时传到维修中心的计算机网络上，维修中心能够对设备进行监控，及时了解设备出现的故障，指导现场人员对设备进行维修。因此，系统需要通过网络把现场系统的一些特殊工作状态信息传递到现场控制室和远端的维修中心。此外，本地系统工作时也需要实时监测系统的运行状态，给出各个提升机和灯具的状态信息，有错误及时报警，并报告故障位置和故障类型，使系统易于维护和检修。

４．３图形用户界面设计

操作人员通过监控系统实现对整个数字布光系统的控制。为了克服以往系统不易操作，吊杆、灯具运行状态显示不形象的缺点，本文所实现的网络监控系统在其人机交互界面中以三维动画方式显示吊杆和灯具的动态运行过程，同时在界面中显示描述吊杆及灯具运动位置和运动速度的具体参数。系统的操作也相对简单。

４．４串口通信程序

主控制台与下层网络控制器的通信通过ＰＣ／１０４的ＲＳ－２３２串口实现。

基于ＷｉｎｄｏｗｓＣＥ的设备采用ＲＳ－２３２－Ｃ标准与串行设备和其他计算机通过串行连接交换数据。ＷｉｎｄｏｗｓＣＥ支持基于Ｗｉｎｄｏｗｓ的台式机上用于串行通信的标准函数。主要有ＣｒｅａｔｅＦｉｌｅ　、ＣｌｏｓｅＨａｎｄｌｅ　、ＧｅｔＣｏｍｍＳｔａｔｅ　、ＳｅｔＣｏｍｍＳｔａｔｅ　、ＳｅｔｕｐＣｏｍｍ　、ＰｕｒｇｅＣｏｍｍ　、ＳｅｔＣｏｍｍＭａｓｋ　、ＷａｉｔＣｏｍｍＥｖｅｎｔ　、ＣｌｅａｒＣｏｍｍＥｒｒｏｒ　、ＲｅａｄＦｉｌｅ　、ＷｒｉｔｅＦｉｌｅ　等函数。这些函数可以用于打开、关闭和操作串行口，传送和接收数据以及管理连接。

在具体的串行通信程序开发中，采用事件驱动方式。为了实时响应事件，创建专门的监视辅助线程，有数据到达时依靠事件驱动，读入数据并运行相应的接收数据处理程序，以完成相应的工作。

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