| Popis: |
Запропоновано підхід до організації систем збору та обробки експериментальних даних для віддаленого спостереження стану технічних об’єктів як гетерогенних мереж вимірювальних мікроконтролерних Ethernet-модулів з підтримкою на міжмодульному рівні відкритого стандарту LXI. Вимірювальний LXI-модуль побудовано як мережу інформаційних блоків одержання даних. Для сполучення інформаційних блоків між собою використано мікроконтролерну реалізацію різнорідних технологій промислових мереж SPI, I2C, 1-Wire, LPC, RS-485. Така структура дозволила використати для збору експериментальних даних промислові компоненти серійного виробництва, створені за закритими технологіями та стандартами виробників, та забезпечила можливість підключення таких спеціалізованих мережевих структур до відкритих LXI-систем та глобальних мереж Інтернет/Інтранет. Для покращення характеристик серійних первинних перетворювачів інформаційних блоків запропоновано використання технології інтелектуальних датчиків за стандартом IEEE-1451.4. До серійного датчика додано постійний запам’ятовуючий пристрій, де в стандартизованому форматі зберігаються паспортні та калібровочні характеристики датчика, які використовуються для корекції його вихідних даних. Міжмодульна взаємодія реалізована у відповідності до вимог стандарту LXI. При цьому забезпечено адаптацію протоколів стеку ТСР/ІР до обмежених обчислювальних можливостей мікроконтролерних засобів. Для конфігурування вимірювальних модулів згідно до вимог стандарту LXI забезпечено мікроконтролерну підтримку генерації Web-сторінки з можливістю динамічного налаштування параметрів модулів. Для цього розроблено мікроконтролерну обмежену реалізацію прикладного протоколу HTTP з підтримкою обробки даних Web-форм за технологією CGI. Розроблено апаратно-програмні рішення для синхронізації мікроконтролерних LXI-модулів на базі протоколу мережевої синхронізації IEEE-1588. Використання вбудованих мікроконтролерних засобів дозволило суттєво зменшити вартість віддаленого Інтернет-моніторингу та Інтернет-керування, зменшити масогабаритні показники та енергоспоживання системи порівняно з комп’ютерними архітектурами. Побудова мікроконтролерних систем технічного моніторингу за принципом різнорідних мереж мікроконтролерних вимірювальних модулів дозволила використати існуючі промислові мережеві технології в відкритих Ethernet-системах на базі стандарту LXI. An approach to the organization of data collection and processing of the experimental data to remotely monitor the status of technical objects as heterogeneous networks measuring microcontroller Ethernet- module with support for inter-module level, open-standard LXI. LXI- measuring unit is constructed as a network of information units receiving data. To pair the data blocks used microcontroller implementation of heterogeneous technologies of industrial networks SPI, I2C, 1 -Wire, LPC, RS- 485 . Such a structure is allowed to use for the collection of experimental data, industrial mass production components that are based on proprietary technology and standards of manufacturers, and provided an opportunity to connect these specialized networking to open LXI- systems and global networks Internet/ Intranet . To improve the performance of serial transducers information units proposed to use smart sensor technology standard IEEE-1451.4. To industrial sensor added read-only memory, wherein are stored in a standardized format passport and calibration of the sensor, which is used for correcting its output. Inter-module interaction is implemented in accordance with the requirements of LXI. In this adaptation of the protocols provided by TCP/IP stack to the limited computing power microcontroller resources. To configure the test modules according to the requirements of the LXI standard microcontroller provided support generation of Web-page with the ability to dynamically configure the modules. For this purpose, a microcontroller implementation of a limited application of the HTTP protocol that supports data Web-forms technology CGI. Developed hardware and software solutions for synchronizing microcontroller modules LXI- based network synchronization protocol IEEE-1588. Using embedded microcontroller means possible to significantly reduce the cost of remote monitoring and management of the Internet , to reduce weight and size and power consumption of the system compared to computer architectures. Construction of microcontroller systems technical monitoring on the basis of heterogeneous networks microcontroller measuring modules allowed the use of existing industrial networking technologies in an open Ethernet- based LXI-systems. Предложен подход к организации систем сбора и обработки экспериментальных данных для удаленного наблюдения состояния технических объектов как гетерогенных сетей измерительных микроконтроллерных Ethernet-модулей с поддержкой на межмодульном уровне открытого стандарта LXI. Измерительный LXI-модуль построен как сеть информационных блоков получения данных. Для сопряжения информационных блоков использована микроконтроллерная реализация разнородных технологий промышленных сетей SPI, I2C, 1-Wire, LPC, RS-485. Такая структура позволила использовать для сбора экспериментальных данных промышленные компоненты серийного производства, созданные на основе закрытых технологий и стандартов производителей, и обеспечила возможность подключения таких специализированных сетевых структур к открытым LXI-системам и глобальным сетям Интернет/Интранет. Для улучшения характеристик серийных первичных преобразователей информационных блоков предложено использовать технологию интеллектуальных датчиков по стандарту IEEE-1451.4. К серийному датчику добавлено постоянное запоминающее устройство, где в стандартизованном формате хранятся паспортные и калибровочные характеристики датчика, которые используются для коррекции его выходных данных. Межмодульные взаимодействие реализовано в соответствии с требованиями стандарта LXI. При этом обеспечено адаптацию протоколов стека TCP/IP к ограниченным вычислительным возможностям микроконтроллерных средств. Для конфигурирования измерительных модулей согласно требованиям стандарта LXI обеспечена микроконтроллерная поддержка генерации Web-страницы с возможностью динамической настройки параметров модулей. Для этого разработана микроконтроллерная ограниченная реализация прикладного протокола HTTP с поддержкой обработки данных Web-форм по технологии CGI. Разработаны аппаратно-программные решения для синхронизации микроконтроллерных LXI-модулей на базе протокола сетевой синхронизации IEEE-1588. Использование встроенных микроконтроллерных средств позволило существенно уменьшить стоимость удаленного мониторинга и Интернет-управления, уменьшить массогабаритные характеристики и энергопотребление системы по сравнению с компьютерными архитектурами. Построение микроконтроллерных систем технического мониторинга по принципу разнородных сетей микроконтроллерных измерительных модулей позволило использовать существующие промышленные сетевые технологии в открытых Ethernet-системах на базе стандарта LXI. |
