CN1758236A - 一种基于嵌入式操作的管理系统及装置 - Google Patents

Abstract

一种基于嵌入式操作的管理系统，它包含有数据处理模块、通信模块，其特征在于：(1)在数据处理模块中添加有共享实时数据库，历史数据记录，网络状态显示，前置端数据显示和系统监控模块；(2)在通信模块中添加有现场通讯处理模块，调度端通讯模块、转发上级管理信息系统(简称MIS)模块和通讯解约模块；(3)另加有系统热备份模块。相应地还有一种实施上述基于嵌入式操作的管理系统的装置，该装置运行时包括如下四个环节：(1)与现场进行数据通讯；(2)和上级进行关键数据交换；(3)前置机运行和与调度端通讯；(4)校正系统时钟。本发明的系统和装置具有如下优点：(1)提高了系统的实时性和管理的效率；(2)保证了前置端系统的稳定性；(3)保证了硬件的安全性和(4)降低了设备成本。

Description

一种基于嵌入式操作的管理系统及装置

技术领域

本发明属于工业自动控制系统及装置的技术领域。即涉及到调度或监控人员使用的数据采集与监控系统及装置，特别适合于在供电、配电调度、工业过程控制的领域中推广应用。

背景技术

在现代电网系统和工业控制系统中，调度与监控人员通过数据自动采集与监控系统和装置可以在调度室里远距离及时准确掌握现场的实时运行情况，即数字化运行参数，必要时可以通过具体操作实现控制功能，以确保各系统高效、安全的运行。

当前，集控变电站，电厂和其它工业企业虽然多数采用了数据采集与监控系统，但随着通讯和数据网的发展，自动化程度不断提高，传统的控制系统已经在稳定性，实时性和通用性方面渐显落后。以电力系统的集控变电站为例进行分析，可以看出现有系统存在的问题主要表现在：

(1)、当前应用的电力系统的数据采集与监控系统，如果需要处理的数据量很大(如发生故障瞬间)时，由于调度服务器处理能力有限，极易造成系统调度端瘫痪，从而使系统无法正常运行；

(2)、当系统的服务端和前置端的信息通道失效时，许多老系统不能保证有效的运行，由于系统的数据存储，备份功能较差，前置机上传输的实时数据将会大量丢失；

(3)、现有系统对故障的处理速度虽能达到使用行业的要求，但随着行业服务质量要求的不断提高，已经表现出在预警，故障响应，数字图形显示方面存在实效性差的问题；

(4)、现有系统对数据采集装置及与通讯设备连接是“绑定的”，当现场环境改变或外部设备需要更新时，就必须调整接口设备并修改控制系统的源程序，从而导致系统维护相对困难。

发明内容

本发明从分析目前电力系统应用数据采集与监控系统所存在的问题入手，考虑到其它工业部门在数据自动采集和监控作业的需要，开发一种具有通用性的基于嵌入式操作的数据管理系统及装置。

本发明以QNX(即一种基于Linux的嵌入式系统)为支撑平台，采用基于组件式对象模型(简称COM)的编程思想即面向对象的方式，并采用可移植性强，面向对象编程(简称OOP)语言C++为开发工具，开发了一套面向对象的数据管理软件。Linux是一种开放源代码的类Unix的多任务、多用户的操作系统，它可以运行在包括PC机在内的大量的硬件平台上，凭着优秀的性能和与生俱来的开放性，Linux在集群中得到了广泛的应用，而且由于Linux及针对其开发的大量软件可以免费获得，因此基于Linux的集群系统其成本也较低。

本发明所提出的一种基于嵌入式操作的管理系统，它包含有数据处理模块，通信模块，其特征在于：

(1)在数据处理模块中添加有共享实时数据库，历史数据记录，网络状态显示，前置端数据显示和系统监控模块；

(2)在通信模块中添加有现场通讯处理模块，调度端通讯模块、转发上级管理信息系统(简称MIS)模块和通讯解约模块；

(3)另加有系统热备份模块。

本发明的软件系统把整个应用程序分成上述多个子模块，使每个模块保持一定的功能独立性，在协同工作时，通过相互之间的接口完成特定的任务。当系统的外部软件环境和硬件设备发生变化时，并不需要对所有的组件进行修改，重新加以组合便可得到新的升级版本。本发明的软件系统的设计思想是围绕共享内存实时数据库展开的，各子系统按其所应完成的功能分别模块化，使各子系统之间的耦合度得到降低，即便是某一模块的运行发生问题，也不会影响到其它模块的运行，因为此时可以随时停止或启动某个模块的运行。

本发明中所说的与现场通讯处理模块的工作流程如下：

(1)接收远程单元的数据信息；

(2)判断通信协议类型，依次为SC1801，CDT，C01；

(3)根据不同的协议类型解析规约；

(4)分离信息；

(5)导入实时数据库；

(6)实时数据本地处理，打包成通讯帧；

(7)将数据发送到调度处理设备；

(8)结束。

本发明中所说的调度端通信模块其工作流程如下：

(1)接收调度端数据；

(2)判断接收数据是否变化；

(3)否，进入处理等待，再重新进行判断；

(4)是，进入打包成通信帧；

(5)建立TCP/IP进行数据传输；

(6)判断是否进入下调命令；

(7)否，进入等待，再重新进行判断，同时将数据送往实施数据库准备本地操作；

(8)是，下调命令传到现场设备；

(9)结束。

调度端通信模块和前置端模块之间通过双网连接在一起，采用点对点的TCP/IP通信方式，两者关系相等，互为服务的请求者和数据的提供者。

本发明中所说的转发上级MIS模块，其工作流程如下：

(1)开始；

(2)网络通信检测；

(3)确认状态是否阻塞，否，进入等待并返回网络通信检测程序；

(4)是则等待时间设置；

(5)通信阻塞是否解除，是则返回网络通信检测；

(6)否则备用处理器启动运行；

(7)检测主处理器是否恢复运行，否，进入等待状态，直到处理器恢复运行；

(8)是，备用处理器退出运行恢复原状态；

(9)处理结束。

本发明中所说的系统热备份模块其工作流程如下：

(1)开始；

(2)网络通信检测；

(3)确认状态是否阻塞，否，进入等待并返回网络通信检测程序；

(4)是则等待时间设置；

(5)通信阻塞是否解除，是则返回网络通信检测；

(6)否则备用处理器启动运行；

(7)检测主处理器是否恢复运行，否，进入等待状态，直到处理器恢复运行；

(8)是，备用处理器退出运行恢复原状态；

(9)处理结束。

本发明中所说的共享实时数据库是整个系统的核心。它由所有应用所需要的共享数据组成，由于本发明的基于Linux的嵌入式系统支持共享内存，即可以在内存中开辟出一块空间，所以多个进程可以同时访问此共享内存区域。

本发明中所说的历史数据记录，是为保证在其它计算机或网络全部瘫痪时还能继续工作，即为用户提供有效的实时数据和历史数据而设置的。但为保证其他进程所需的CPU时间，可将此进程的优先级调为最低。本发明可根据数据不同特性和用户的要求记录历史数据。

本发明中所说的网络状态显示是考虑到当一台机器到另一台机器的网络不通时，会严重影响到数据流通，故单独建立了一个网络状态测试进程，在前置端不断地测试当前网络的通断状态，为网络通信进程服务。

本发明中所说的前端数据显示，以图形化界面的形式显示系统的运行状态和参数，以便于调度人员操纵，同时将原始数据显示出来，以便于对系统运行进行微调和精调。

本发明中所说的GPS通讯处理模块是以中断方式接受GPS循环发送的时间信号，并对本机进行校时，保证整个系统工作同步。

本发明还设置有系统监控模块，通过信号灯的方式不断查询系统中受控进程的工作状态。如果某进程因出现故障或错误而退出，监控模块发现这些情况，在处理发生故障或错误的进程后重新启动系统。

本发明还提出了一种实施上述系统功能基于嵌入式操作的硬件装置。它包括有连接到上级调度自动化系统的至少一个电话线接口；至少一台多路串口设备和多串口读取卡；至少一台现场数据采集装置；至少一套调制解调器和调制解调器池；至少一套TCP/IP双网和至少一条电话专线和GPS时钟。其特征在于在前置机、现场数据采集装置中安装有由数据处理模块、通讯模块和系统热备份模块组成的全套软件。

本发明的装置中所说的电话专线接口是电缆接口或者是光缆接口。

本发明的装置其主体结构部分包括远程前端数据采集，进行信号转换的调制解调器池，多串口卡，实现双网连接即分别连接到两台100M交换机上的100M网卡，GPS时钟接收串口和连接到上级调度自动化系统的调制解调器。本发明的装置其运行时包括如下四个环节，即：(1)与现场进行数据通讯环节；(2)和上级进行关键数据交互环节；(3)前置机系统运行和上位机通讯环节；(4)校正系统时钟环节。

本发明为基于嵌入式操作的管理系统和操作，采用标准化接口，可以通过设置通讯协议不同和上级调度自动化系统、调度服务器进行实时数据交流。

本发明的系统和装置具备如下优点：

(1)采用了实时数据库提高了系统的实时性和管理的效率；

(2)采用了多进程协作的工作模式和进程可裁切技术保证了前置端系统的稳定性；

(3)软件设计实现了系统的备份条件的检测，实现了系统的软备份降低了购买大型备份设备的成本；

(4)硬件结构上采用双前置机的具有热备份功能的调制解调器的冗余备份硬件结构体系，从设计思想上巧妙地解决了系统的热备用问题，很大程度上保证了硬件系统的安全性。

本发明的系统软件和硬件装置广泛适用于各种工业部门，可以帮助调度和监控人员在调度室中轻松、安全的实施远距离操作，实施工业自动化运行。

附图说明

图1为本发明的系统其装置配置示意图，图中1上级调度自动化系统(MIS系统)、2电话线、3TCP/IP双网、4Modem、5前置机、6多串口卡、7GPS时钟、8Modem池、9电话专线、10现场数据采集装置；

图2为本发明的体系结构图；

图3为本发明的软件模块配置示意图；

图4为与前端通讯处理模块流程图；

图5调度端通讯模块流程图；

图6转发上级MIS模块流程图；

图7系统热备份模块流程图；

图8前置机软件系统结构图；

图9前置机柜正面示意图；

图10前置机背面接口图；

图11网络连接方法示意图；

图12鼠标、键盘连接示意图；

图13通讯信道连接示意图；

图14通道端子接线示意图；

图15为电力集控站用通讯帧表图；

图16为电力集控站用系统主界面图；

图17为集控站属性的界面与设置；

图18变电站属性界面；

图19RTU(远方终端采集单元)属性界面；

图20某RTU遥测、遥信、电度、遥控量数据界面；

图21数据一览表界面；

图22历史数据查询界面；

图23通信原码界面。

具体实施方式

下面结合具体具体实施例对本发明的软件系统和硬件装置作进一步的说明和补充。在同有关方面取得技术保密承诺后，发明人已经在多个技术领域里实施了本发明，并取得较好的效果。

实施例1：电力集控站的电力数据采集和监控系统。

本发明的基于嵌入式操作的管理系统和装置安装和调试，它是针对某电力集控站的实际情况而设计的，其具体步骤如下：

一、硬件系统的配置：

硬件总配置方案如图1所示，它包括：1上级调度自动化系统(MIS系统)、2电话线、3TCP/IP双网、4Modem、5前置机、6多串口卡、7GPS时钟、8Modem池、9电话专线、10现场数据采集装置。其中主要为：

(1)专线调制解调器池。负责接入下级变电站电话专线，根据集控站所控制的范围，设有10个通道(可扩展为16路)，专线可以为二线制和四线制。将信号转换成数字串行信号送给计算机处理。具有热备用功能，可同时向两台前置机(5)输出输入信号。

(2)前置机(5)两台。负责整个系统与变电站进行信息交换，主要完成命令的上传下达，将上位机的指令送给各个变电站以及将变电站信息传送给上位机。采用两台前置机是考虑到热备份的需要，并在QNX操作系统下运行，具有极高的可靠性。

(3)在本系统中根据需要增加上位机两台。负责整个系统与用户之间的交换，所有的系统操作均可以在上位机上完成，前置机的功能对用户是透明的，具备图形组态功能，完成用户需要的所有的输入、输出、报表、图形显示等功能。

(4)本系统还另增加了百兆交换机两台(8路)。它们负责将两台上位机与两台前置机联接起来，构成双局域网。当一条网路出现问题，系统可转至另外一条网路上完成通讯功能。

(5)56K调制解调器(4)两台。分别接到两台前置机和电话线上，使前置机可能通过普通电话线将实时数据传送给上级管理信息系统。

二、硬件系统的设计与安装

(1)前置机柜的安装。前置机柜存放着除了两台上位机以外所有的硬件，包括：

(A)两台前置机主机；

(B)两台前置机显示器；

(C)两台56K调制解调器；

(D)两台100M交换机；

(E)1台10通道专线Modem池；

(F)通讯信道接线端子。

上述各种设备在机柜中的位置(如图9所示)。

(2)前置机硬件连接(如图10所示)，其硬件连线用铭牌标示在前置机机柜背面上，其布置如图10所示。系统显示器可按前置机柜背面标示的插槽形接口操作。分别供连接显示器、网卡、GPS接口、多串口卡、专线Modem池、鼠标及键盘之用具体的连接顺序如下：

(A)连接网络(如图11所示)

每台前置机都包含两块100M网卡，其中2号插槽内的是1号网卡，3号插槽内是2号网卡，分别接至两台8通道的100M交换机上。

(B)连接GPS。GPS接入线为RS232通讯线，必须接入前置机的COM2串口上。

(C)连接调制解调器。必须将56Kmodem的串行接口连接到COM1上。两台Modem共享一条电话线路，分别接在两台Modem的电话接入口上。

(D)连接鼠标、键盘。(如图12所示)鼠标、键盘合用一条线，插在RS2上，再从分接头分别接至鼠标和键盘上。

(E)连接多串口卡(如图13所示)，每个多串口卡接出8路RS232串行接口，接口上分别标明1～8，在本系统中的对应关系为：

#1多串口卡接口号1～8在系统中为Com3～Com10

#2多串口卡接口号1～8在系统中为Com1～Com18

前置1的多串口卡输出均接入到Modem池背板上的第三行RJ45接口上，前置2的多串口卡输出均接入到Modem池背板上的第四行RJ45接口上。

(G)连接通道端子。(如图14所示)系统共有16路通道接线端子排，编号从右至左为#1～#16，每4个端子为一组，接至一个专线通道。

(3)上位机网络连接方法。每台上位机均有2块100M网卡，IP地址分别设置为：

202.118.5.3(服务器#1网卡)

202.118.5.4(工作站#1网卡)

192.168.5.3(服务器#2网卡)

192.168.5.4(工作站#2网卡)

将IP为192.168.5.X的网卡接出线连接到交换机1上，将IP为202.118.5.X的网卡接出线连接到交换机2上。

步骤三、软件系统设计与安装

本发明的软件系统由数据处理模块、通讯模块和系统热备份模块三大模块所组成，下面分别叙述它们的设计与安装过程：

(1)数据处理模块的安装

本发明的数据处理模块包括共享实时数据库，历史数据记录、网络状态显示、前置端数据显示和系统监控模块。它们均以平行的方式装入数据处理模块中。

(2)通信模块包括有(A)与现场通讯处理模块；(B)调度端通讯模块；(C)转发上级管理信息系统(MIS)模块和(D)通讯解约模块。

前三个模块分别同现场、调度室和上级调度自动化系统相连接，并分别连接到通讯解约模块上。

(3)系统热备份模块。这一模块是为确保本发明的系统长期完全运行必特别设计的。其备用处理器与主处理器并行。一旦网络通信阻塞，系统便启动热备份模块进行工作。

步骤四：软件系统的调试

(1)软件系统的调试

本发明软件系统的调试，首先从系统的主要模块的调试开始，其中通讯帧表图(如图15所示)。

(A)与现场通讯处理模块。其工作流程(如图4所示)。调试步骤如下：

步骤1：接收远程单元的数据信息；

步骤2：判断通信协议类型，依次为SC1801，CDT，C01；

步骤3：根据不同的协议类型解析规约；

步骤4：分离信息；

步骤5：导入实时数据库；

步骤6：实时数据本地处理，打包成通讯帧；

步骤7：将数据发送到调度处理设备；

步骤8：结束。

(B)调度端通信模块其工作流程(如图5所示)，调试步骤如下：

步骤1：接收调度端数据；

步骤2：判断接收数据是否变化；

步骤3：否，进入处理等待，再重新进行判断；

步骤4：是，进入打包成通信帧；

步骤5：建立TCP/IP进行数据传输；

步骤6：判断是否进入下调命令；

步骤7：否，进入等待，再重新进行判断，同时将数据送往实施数据库准备本地操作；

步骤8：是，下调命令传到现场设备；

步骤9：结束。

(C)转发上级MIS模块，其工作流程(如图6所示)，调试步骤如下：

步骤1：开始

步骤2：判断是否有上级请求；否，进入等待状态；

步骤3：有，核实请求数量；

步骤4：选择所需现场数据点；

步骤5：判断请求类型；

步骤6：如果是遥信量，建立遥信通讯帧；

步骤7：如果是遥测量，建立遥测通讯帧；

步骤8：上传已打好包好的通讯帧；

步骤9：结束。

(D)系统热备份模块，其工作流程(如图7所示)，调试步骤如下：

步骤1：开始；

步骤2：网络通信检测；

步骤3：确认状态是否阻塞，否，进入等待并返回网络通信检测程序；

步骤4：是则等待时间设置；

步骤5：通信阻塞是否解除，是则返回网络通信检测；

步骤6：否则备用处理器启动运行；

步骤7：检测主处理器是否恢复运行，否，进入等待状态，直到处理器恢复运行；

步骤8：是，备用处理器退出运行恢复原状态；

步骤9：处理结束。

(2)系统界面和调试：

(A)系统主界面(如图16所示)，包括：

(a)热备用状态界面：标识前置机编号(1#或2#)，运行状态(运行：绿色或备用：黄色)。

(b)系统网络工作状态界面：系统由A、B两网构成，分别联在两台交换机上。联接的线路通过线条颜色表达网络系统工作状态：黄色表示网络联通正常但处于备用工作状态，红色表示网络不能联通处于需要检查的异常状态，绿色表示网络联通并正处于通讯状态。

(c)调度端线路工作状态界面：红色表示未建立通过MODEM的通讯联接或联接不成功；黄色表示拨号网络建立成功，但未进入与调度计算机通讯；绿色表示正在与调度端计算机进行网络通讯。

(d)MODEM池通常工作状态界面：标识MODEM池的16路通道的工作状态，显示每个通道所接入的子站名称及工作状态，绿色表示此通道工作正常，红色表示此通道无法进行通讯，黄色表示此通道子站处于备用状态或没有接入子站通道。

(e)GPS时钟工作状态界面：显示GPS时钟与系统间的通讯状态。绿色：工作，红色：不工作。

(f)系统功能菜单：用户通过这些接钮选择执行前置机系统软件功能。

(B)系统运行参数的显示功能测试：

a系统参数界面设置

系统设定由以下几个层次构成，所有配置均由上位机完成，前置机完成系统配置的显示与前置机关键属性的设定：集控站属性，变电站属性，RTU属性，各监控点属性，GPS时钟设定信息。

b集控站属性的显示与设置(如图17所示)

图17显示如下：(i)热备用方式设定，如果设置为自动状态，系统会根据当前通道状态自行决定是否进行运行状态，如果设置为手动状态，用户必须决定置本前置机为运行状态还是备用状态。(ii)调度转发设定，系统当前只能进行拨号连接至调度计算机，也可以由用户决定是否启动转发功能，如果停用转发功能，系统将不进行拨号联接。(iii)上位机工作状态设定，决定系统是否识别两台上位机，如果一台上位机出现故障时，最好在前置机上设置此上位机为停机状态，以加快前置机运行效率，因为如果不设为停机状态，前置机将花费一定时间检测此上位机状态，占用CPU时间。

c变电站属性显示见图18，它显示具体的一个终端采集单元的情况。

如图18所示，此画面显示某个子站的基本属性及通讯装置。

d RTU属性值显示(如图19所示)，这是子站向下属RTU读取的信息。

左侧窗口显示的是某子站下共有几个RTU(远方终端采集单元)及每个RTU的通讯地址(如RTU25表示此子站有一个RTU，地址为25)，右侧窗口显示此RTU的内部采集板的配置状态。包括RTU地址，遥信板、遥测板、电度板、遥控板等。

e对于每一个RTU来说，必须向上级(子站)反映的信息则包括(i)数据点设定配置一览表(见图20)；(ii)实时数据一览表(见图21)，基本上是一秒钟显示一次；(iii)历史数据查询显示(见图22)，每10分钟显示一次，其数据可存储7天；(iv)通讯原码显示，(见图23)，这是未经解约的原始数据，记录这些数据，为了供检错参考之用。

实施例2：动力站锅炉监控系统及装置。

本发明在某动力站锅炉监控系统中实施时，主要用于温度数据的采集和控制。锅炉控制设备是一个复杂的控制对象，其主要输入变量是负荷、锅炉给水、燃料量、减温水、送风和引风等；而主要输出变量是汽包水位、蒸汽压力、炉膛负压、过剩空气等。因输入变量与输出变量在热力学中相互关联，按有关的热力学定律，如果蒸汽负荷发生变化，必将会引起汽包水位、蒸汽压力和过热蒸汽温度的变化。

由于系统硬件和软件同实施例1基本相同，仅在具体装置和某些细节上因为要考虑现场作业的特殊要求略有改变，故在以下的叙述中，不必要的重复之处就省略不提了。仅重点介绍系统的硬件配置和系统的调试与运行。

(1)系统的硬件配置

由硬件系统配置需要，采用PLC控制器来构筑现场数据采集装置以用于接收从锅炉传送来的数据并对数据进行处理，在传送给锅炉执行机构以达到控制锅炉温度的目的。前置机两台，主要负责信息交互，完成命令的上传下达，将上位机的指令送给各个锅炉执行机构以及将锅炉执行机构的信息传送给上位机。两台前置机采用热备用方式运行，并在QNX操作系统下运行，具有极高的可靠性，能够长时间不间断运行。百兆交换机两台负责将上位机与前置机联接起来，形成双局域网，以防止突然出现的故障。将56K Modem两台，连接在网络上，使得前置机可通过网络的方式将实时数据传送到系统。

(2)系统的调试与运行

(A)、温度的定时检测：由于PLC程序是以扫描方式顺序执行的，通过PLC中的定时器编制一些时间脉冲解发程序，每隔一定时间发一个脉冲信号去触发一段温度检测程序，从而实现温度定时检测的功能。

(B)、温度的分区控制：通过显示触摸屏用户设置好设定温度，锅炉的实际温度通过数据传送线传送到PLC控制器上，PLC控制器把接收到的数据送给前置端。前置端通过网络把接收到的数据传送给上级MIS，调度端和客户显示端。调度端负责对接收到的数据进行处理以产生控制指令，控制指令通过网络和前置端传送到PLC上，然后PLC对锅炉进行控制。如果发生了意想不到的问题出现，可以通过上级的管理系统进行控制。

(C)、汽包水位的控制

通过连接水位计上的传感器将水位信号送到PLC控制器上，PLC控制器把接收到的水位数据送给前置端。前置端通过网络把水位数据和上述分区温度数据一同传送给上级MIS、调度端和客户显示端。当水位高低超出正常数值后，立即发出警告信号，并自动通过对给水系统下达指令，往蒸汽锅炉水补充，恢复正常水位。

在锅炉控制中，由于采用了PLC自控系统，锅炉处于最佳运行状态，热效率提高10％，并且温控精度高，在实际运行中温度误差能够控制在±4℃以内。

实施例3油田输油管道漏油监控系统

本发明应用在国内某大型油田完成的输油管道智能泄漏检测系统中，取得了良好的效果。该泄漏检测系统主要应用管道两端的压力、温度和流量信号，通过某种算法实现泄漏检测和定位。为了提高泄漏检测的快速性及定位的准确性，必须保证采样数据的高速性、实时性和同步性。

系统的硬件配置

本实例中现场采样装置主要包括：1、嵌入式微机，2、总线扩展口，3、A/D转换器，4、计数板光电隔离器及滤波电路板，5、多路离散输入信号接口，6、连续输入信号接口，7、GPS接收系统，8、软盘驱动器，9、电子硬盘，10、串口，11、网卡，12看门狗电路。

其主要特征为：嵌入式微机控制整个采样装置的工作状态，嵌入式微机通过总线扩展口与A/D转换器和计数板相连，多路离散信号接口和多路连续信号接口通过光电隔离器及滤波电路分别与计数板和A/D转换器相连，嵌入式微机通过串行接口与GPS接收系统相连，嵌入式微机通过网卡与上位机等后续装置实现远程通信，嵌入式微机通过内部总线与软盘驱动器、电子硬盘相连，也可通过内部总线和键盘、打印机和显示器相连，嵌入式微机通过看门狗电路实现程序运行失败时的自动复位。

系统运行过程：

在本应用实例中，现场的6路压力、6路温度信号经过压力、温度传感器，以标准信号通过接口送入阻容滤波器中进行低通滤波，驱除高频成分，再经过A/D转换器转换为数字信号，6路流量脉冲信号通过接口送到光电隔离电路中进行降噪滤波，再经过计数板产生数字信号，18路数字信号通过总线扩展口送到嵌入式微机中，并利用嵌入式微机中的网卡通过以太网传送到上位机的数据库中，以备分析。同时，嵌入式微机通过串口接收GPS系统来的信息，确保上位机接收到的管道两端的下位机(即采样装置)上传来的数据是同一时刻采样的，从而保证准确地泄漏检测和高精度定位。

嵌入式微机采用DOS操作系统，通过软驱进行安装，并连接键盘和显示器进行程序调试或修改。将采样到的数据送到电子硬盘中进行保存，待保存到一定量的数据时通过网络进行上传，并定期进行刷新。电子硬盘中尚存储DOS操作系统、开发工具系统、网络通信协议等内容。该检测和定位系统能对最长50千米的管线，可以在60秒内采样到30L/min左右的泄漏量的报警，定位精度为全管长的2％。

Claims (6)

1、一种基于嵌入式操作的管理系统，包含有数据处理模块、通讯模块，其特征在于：

(1)在数据处理模块中添加有共享实时数据库、历史数据记录、网络状态显示、前置端数据显示和系统监控模块；

(2)在通讯模块中添加有与现场通讯模块、与调度端通讯模块、转发上级MIS模块和通讯解约模块；

(3)另加有系统热备份模块。

2、按权利要求1所述的基于嵌入式操作的管理系统，其特征在于所说的与现场通讯模块，其工作流程如下：

(1)接收远程单元的数据信息；

(2)判断通信协议类型，依次为SC1801，CDT，C01；

(3)根据不同的协议类型解析规约；

(4)分离信息；

(5)导入实时数据库；

(6)实时数据本地处理，打包成通讯帧；

(7)将数据发送到调度处理设备；

(8)结束。

3、按权利要求1所述的基于嵌入式操作的管理系统，其特征在于所说的与调度端通讯模块，其工作流程如下：

(1)接收调度端数据；

(2)判断接收数据是否变化；

(3)否，进入处理等待，再重新进行判断；

(4)是，进入打包成通信帧；

(5)建立TCP/IP进行数据传输；

(6)判断是否进入下调命令；

(7)否，进入等待，再重新进行判断，同时将数据送往实施数据库准备本地操作；

(8)是，下调命令传到现场设备；

(9)结束。

4、按权利要求1所述的基于嵌入式操作的管理系统，其特征在于所说的转发上级MIS模块，其工作流程如下：

(1)开始；

(2)网络通信检测；

(3)确认状态是否阻塞，否，进入等待并返回网络通信检测程序；

(4)是则等待时间设置；

(5)通信阻塞是否解除，是则返回网络通信检测；

(6)否则备用处理器启动运行；

(7)检测主处理器是否恢复运行，否进入等待状态，直到处理器恢复运行；

(8)是，备用处理器退出运行恢复原状态；

(9)处理结束。

5、一种实施按权利要求1所述的基于嵌入式操作的管理系统的装置，包含连接到上级管理信息系统(MIS)和远方终端采集单元的至少一个电话专线接口、至少一台多路串口设备和多串口读取卡、至少一台前置机、至少一台现场数据采集装置、至少一个调制解调器和调制解调器池、TCP/IP双网、至少一条电话专线和GPS时钟，其特征在于在前置机中安装有由数据处理模块、通讯模块和系统热备份模块组成的全套软件。

6、按权利要求5所述的基于嵌入式操作的管理系统的装置，其特征在于所说的电话专线接口是电缆接口或者是光缆接口。

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