现场总线水轮机组状态监测系统

过使用Neuron芯片为A/D转换电路提供串行I/O及并行I/O接口方式。然而串行I/O方式速度太慢；并行I/O方式实现起来需要占用Neuron芯片全部11个I/O接口，同时还要编程实现Neuron芯片的握手/令牌传递算法，开发费用和难度比较高。因此本文将节点保留的E000～E7FF的2KB地址空间分配给A/D转换芯片，作为AD1674的端口地址，采用内存映像的方法直接读取AD1674的数据。对于本设计而言，AD1674转换数据的高8位地址为E002H，低4位数据地址为E003H。由于实现软件没有使用NeuronC的内嵌函数，因此执行速度得到大幅度的提升，实验证明，对同样采用AD1674转换芯片的节点而言，采用这种方法设计的节点，采集速度超过了其它两种方法设计的采集节点的采集速度，而且节省了Neuron芯片的全部11个I/O引脚。

3 系统通信程序的设计

3.1现场节点通信程序

现场节点向上位机发送的数据首先发送到LONWORKS-ETHERNET互连适配器，该适配器实际上是一个特殊的LONWORKS节点，它把接收到的LON总线上的数据用UDP封装，然后通过以太网发送到上位机。

LONWORKS网络的节点之间的通信方式主要有两种方式：网络变量和显式消息。使用网络变量不必考虑消息的打包、发送以及接收问题，可以大大简化编程，缩短应用开发周期，但每个周期变量的数据长度一经确定就不能改变，且最多只有31字节。而显式消息的数据长度则是灵活可变的，最长可以是228字节，但实现方法更为复杂。鉴于水轮机组状态监测系统对数据传输的实时性要求较高，同时需要提高足球场采集数据的上传速度，因此希望每一次传送的报文包含尽量多的数据，因而在设计中采用显示消息的方式实现与上位机的通信，每个显式消息报文携带134个字节的数据，其中的128个字节为传送的数据，另外6个字节为附加信息。报文的帧结构如图3所示。

显示报文的初始化和发送部分的实现程序如下：

初始化节点地址

#include所需头文件

#include

#include

domain_structmydomain;//定义域结构

mydomain=*(access_domain(0));//读节点域表

mydomain.subnet=0;//设置节点子网号

mydomain.node=5;//设置节点号

update_damain(mydomain,0);//写节点域表

发送数据报文

msg_tagtest_out;//声明报文标签

msg_out.tag=test_out;//传递报文标签

msg_out.dest_addr.snode.node=0;//定义目的地址节点号

msg_out.dest_addr.snode.subnet=0;//定义目的地址子网号

msg_out.code=0x0c;//定义报文码

msg_out.service=ACKD;//定义报文服务类型

msg_out.dest_addr.snode.type=1;//定义目的节点类型

memcpy(msg_out.data,a0,nLength);//填充报文内容

msg_send();//发送报文

在初始化程序中，用数据结构domain_struct定义节点的子网号、节点号，即设置节点在LON总线上的地址。在发送程序中利用msg_out结构构造报文，其中，目的地址指向适配器。显示报文的接收程序与发送部分类似，不再多述。

3.2上位机通信程序

上位机与现场节点通讯的数据通过适配器转发，适配器的IP必须事先指定。上位机利用msg_out变量（如前所述）创建显示报文，将目标节点的地址、需要改变的参数或要下达的命令填充到该变量中，然后用UDP封装该变量，通过以太网发往适配器；适配器解析上位机发来的数据包，得到显示报文，将该显示报文直接向相应的节点发送。同样，适配器也将现场节点发来的显示报文通过UDP封装后发往上位机，上位机解包后根据节点等信息将数据存入相应的数据库，等待后后续的信号处理模块和故障诊断模块调用