CN201237713Y - 嵌入式一体化工控机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型嵌入式一体化工控机，涉及工控设备。现有的嵌入式***使用的门槛较高，通常需要根据不同行业的需要，编制不同的程序才能实现专用的嵌入式应用***。本实用新型提供嵌入式一体化工控机，包括组态嵌入式模块，组态嵌入式硬件，平台中间件，组件式体系模块，实时处理调度中心模块，实时数据库模块，嵌入式历史数据库模块，用户操作响应中心模块，外部数据访问管理中心模块，以上模块经过封装成为一体，封装体外部设有访问接口。本实用新型不需要编程即可快速生成专用的嵌入式应用***。
Description
技术领域
本实用新型涉及工控设备，具体涉及嵌入式一体化工控机。
背景技术
在自动化控制以及商业上的人机交互领域，***的功能越来越复杂，用户的需求越来越高，市场上现有通用产品，价格贵，无法完全满足用户个性化定制产品的要求。嵌入式硬件产品的种类越来越多，功能越来越强，价格越来越低。基于x86、ARM、PowerPC等体系的低价位、低功耗的CPU芯片不断出现。嵌入式操作***得到不断完善，可靠性、实时性不断提高，完全满足自动化产品和嵌入式行业应用项目的需求。
但是嵌入式***使用的门槛较高，通常需要根据不同行业的需要，编制不同的程序才能实现专用的嵌入式应用***。
实用新型内容
为了让嵌入式***能够广泛推广，不需要编程即可快速生成专用的嵌入式应用***，本实用新型提供一种嵌入式一体化工控机。
实现上述目的的技术方案为：
嵌入式一体化工控机，包括组态嵌入式模块，组态嵌入式硬件，平台中间件，组件式体系模块，实时处理调度中心模块，实时数据库模块，嵌入式历史数据库模块，用户操作响应中心模块，外部数据访问管理中心模块，其中实时处理调度中心模块通过软总线对组态嵌入式模块进行数据交换；实时数据库模块和嵌入式历史数据库模块有其他模块数据访问的接口；用户操作响应中心模块与实时处理调度中心模块连接；外部数据访问管理中心模块包含以脚本语言形式开发的工具；
以上模块经过封装成为一体，封装体外部设有访问接口。
所述的组态嵌入式模块包括：中文人机界面，数据库模块，网络模块和通讯模块。
所述的组态嵌入式模块通过以太网或串口与组态嵌入式硬件连接。
所述的软总线为开放性访问接口和二次开发接口。
所述的访问接口为WEB、XML和OPC DX接口。
平台中间件为多种嵌入式CPU、硬件***和嵌入式操作***上提供标准访问接口，屏蔽硬件特性和软件特性，提供方便的移植功能。
组件式体系模块，可根据最终应用的不同，使用裁减后的应用环境，以实现侧重于不同方面的嵌入式***，如嵌入式人机界面，实时控制***等。
实时处理调度中心模块对整个嵌入式组态软件进行实时调度，所有的子模块通过软总线进行数据交换，以提供最大的扩充灵活性。
用户操作响应中心负责处理用户通过鼠标、键盘、触摸屏等方式的输入，并交由实时处理调度中心进行处理。
实时数据库模块和嵌入式历史数据库模块保存并处理***的数据，并提供其他模块数据访问的标准接口。
外部数据访问管理中心模块为外部访问提供标准的接口，并提供最终用户以脚本语言形式开发的工具，保证***扩充的灵活性和简便性，多数的设备驱动程序是通过平台无关的脚本语言编制。
本实用新型采用以下关键技术，解决了现有技术中的问题。
1)在嵌入环境下实现嵌入式组态软件的完整功能
嵌入式应用环境需要人机界面，数据库***，存盘***，网络和通讯等多方面的功能，并能够针对应用的不同进行灵活的组态设置。但嵌入式***的内存容量、存贮容量、指令执行速度等都受到限制、需要软件对资源的利用更加高效，在有限的资源中实现工控组态软件完整的文件***、图形界面IDE、网络通信协议栈、***管理和执行调度等功能的实现。
其难度主要体现在两个方面：一方面是提供什么样的功能集合，以便能够覆盖嵌入式应用环境所需要的绝大部分功能，又具备方便易用的特性，成为软件预制件。一般来说，直接提供最底层的操作***功能封装，能够最大限度覆盖嵌入式应用***的功能需求，但是这是最难以为行业用户所理解和使用。而直接封装程序逻辑，如SCADA***，数据后处理***，能够很方便的为目标行业的用户理解和使用，但对其他非目标行业用户来说，这就变成了毫无意义的功能堆砌封装。对组态逻辑***进行高度抽象，确实能够同时解决上面两个问题，但由此带来的组态模型难于理解以及必须通过脚本之类的手段来控制实际运行逻辑，又增大了用户学***衡以上三类组态功能集合，构成和谐完备的功能集，是组态软件能否成功的取代硬编码***的关键；
另一方面是如何设置组态，提供给组态用户一个什么样的组态应用功能模型***，以便用户能够灵活的学习，掌握和确定最终嵌入式应用的执行逻辑，保证其性能损失与直接硬编码的应用***相比，在可以接受的范围之内。通过精心设计的应用逻辑组态***，在通常的组态应用中，此性能损失小于20—30％，这样的性能损失很容易从新的硬件体系得到的性能提高中获得补偿，同时获得的好处是比硬编码***快得多的开发速度和可靠性，以及低廉的开发代价。
2)嵌入式中间件技术
随着嵌入式***的不断发展，新的CPU、新的嵌入式硬件会层出不穷；嵌入式操作***也会不断增加；通过嵌入式中间件技术，可以最大程度减少软件对硬件和操作***的依赖性，提高***的移植能力，扩大***的应用范围。
在本***中的中间件技术，主要应用于消除存储***，网络***，GUI***的平台差异。因此是作为独立的项目进行开发的。
中间件开发的难度主要来源于CPU平台和操作***平台的差异性。由于嵌入式软硬件平台并不像桌面应用平台(Wintel)那样高度一致，其各自的发展程度，成熟程度甚至商品化程度有非常大的区别。再考虑到操作***各自的侧重，比如侧重于微内核，或者侧重于多任务实时响应，或者侧重于小的资源占用，会导致巨大的***差别。因此必须要对各种操作***进行深入的研究，以及辅助开发工作，才能提供给用户平台透明的功能集。
3)嵌入式组态软件的软总线技术
通过嵌入软总线技术，可以方便用户定制和裁剪，也有利于***的扩充，为***的开发和调试带来方便。新的功能模块的添加，必须能够在不影响原先模块运行机制的情况下进行，通过软总线策略，可以方便的向***中挂接和卸载功能模块。是嵌入式组态软件进行行业化扩充模块开发不可缺少的部分。
嵌入式软总线实际上是直接规定了各个模块之间的执行算法逻辑，规定了数据映像和访问方式。在实际应用时，对于通常的人机界面***，实时控制***或者数据库交互***，实际上使用的是不同的软总线，因为他们的主要程序驱动逻辑，数据映像有质的不同。当某个软总线成为主要的程序驱动逻辑时，其他的软总线要么完全卸载，要么作为一个挂在主软总线下的功能模块内部的数据交换总线，使用一个较低的优先级执行。
4)嵌入式组态软件的组件式结构体系
组件式结构体系可以配合软总线技术，方便的添加和卸出功能组件。组件的类型有多种，包括用于数据存盘的组件，用于数据抽象和逻辑配置的组件，以及纯粹的特殊界面显示组件，特殊算法组件等等。通过配置安装到最终运行环境中的组件，才能用一个***构造出特性截然不同的嵌入式***，如人机界面，实时控制***，或者电子地图***等等。
5)基于WEB、XML和OPC DX的外部访问接口技术
Internet网络技术应用于嵌入式领域将导致该领域传统运行维护模式的一场变革：将web服务器“植入”嵌入式***后接入internet可以实现远程实时控制、调节与维护，将克服传统本地监控维护方式存在的低效率、高成本的缺陷。但是，传统的web技术路线方案不能直接用于构造嵌入式***中的web服务器。传统web服务器以具有高运算处理能力和海量存储容量的工作站或pc机为硬件工作平台，以非实时操作***为软件工作平台，其上运行的是大型复杂的服务器程序，服务器的这种高档配置方案对于嵌入式工控***而言是不现实的要求。基于嵌入式技术的嵌入式web服务器的技术为解决以上问题开辟了一条崭新途径。
XML提供一种格式来描述结构化数据。允许在任意应用程序和网络中传输结构化数据，并且可以跨平台地进行数据内容的定义声明。通过XML与WEB方式的整合方案，可简便地实现嵌入式***直接接入Internet及XML格式的网络任务请求和处理及任务的XML格式化的永久性存储。使得嵌入式***具有更好的扩展性和更强大的远程访问能力。
OPC为工业自动化***中的各种不同的现场器件之间的通信提供了一个公共接口，为不同的应用之间交换数据提供了一种标准的机制。OPC DX是OPC的工业以太网扩充版本，定义了一组工业标准的接口，能在采用不同应用层协议的以太网上所连接的器件和控制器之间，实现可互操作的数据交换。在嵌入式组态软件中引入OPC DX技术，可能最大范围内提供标准的访问接口。
在嵌入式组态软件中，同时采用多个外部数据访问接口，可以满足不同用户的具体需求，拓展***的应用范围，为管控一体化的应用提供了各种可选的标准设备配套终端。
6)基于脚本语言的设备通讯驱动开发技术
通用组态软件都提供了脚本功能，但是目前的组态软件中，脚本功能都是应用在软件的策略执行等方面，对外部设备的驱动程序，由于需要控制整个通讯应答过程，并进行协议的编码和解码，因此都采用VB、VC、DELPH等高级语言编制。一般用户难以掌握。
而是否能方便的与其他外部设备或计算机***进行通讯，是嵌入式组态应用能够适应行业化需求最重要的一个应用门槛。最好能够简单到行业专家自己就能完成，而不需要专门的计算机人员的程度，因为对于这种设备本身的掌握，行业专家比专门的计算机人员要更为娴熟。
而脚本程序编写驱动恰恰提供了这样一种可能性。通过运用脚本程序语言，行业专家可以使用自己能够掌握的脚本语言，根据自己需要，编写与设备或者外部***通讯中编码和解码部分的程序，并传送到合适的内存区域，整个通讯应答过程可以由脚本语言控制，也可以由***按照预先定义的模版来控制。
本技术中，所有外部设备的驱动程序都是采用与其它策略脚本兼容的脚本语言编写，最终用户可以直接采用脚本编写其需要的设备驱动程序。这极大地简化了与外部设备通讯的编程难度，解决了组态软件应用的瓶颈问题。同时，脚本语言的跨平台性，可以使得编制的脚本驱动程序在多种操作***下不需编译直接运行，这也直接帮助实现了一次组态，处处运行的应用目标。
本实用新型的有益效果为：
1、本实用新型的工控机入门简单、功能强大、适用性强、定制能力强，不需编程即可快速生成嵌入式应用***。
2、应用广泛，可应用于工业、环保、建筑、军工等诸多领域。
3、降低开发成本，通过嵌入式中间技术，可以最大程度减少软件对硬件和操作***的依赖性，提高***的移植能力，扩大***的应用范围；通过嵌入式软总线技术，可以方便用户定制和裁剪，也有利于***的扩充，为***的开发和调试带来方便。
4、降低维护成本，嵌入式全中文组态软件***结构的简化性、开放性和对操作***较低的依赖性使后期维护工作强度大大降低，因此具有降低维护成本的经济价值。
5、扩大应用领域，嵌入式全中文组态软件几种体现最新技术的应用，解决了嵌入式应用***的开发难度问题，通过扩展到嵌入式领域，为行业化应用提供优越的性能价格比，因此较大范围的扩充了应用范围也因此具有更大的市场价值。
6、使用中间件实现平台应用的透明性，使用软总线实现***扩充架构。
附图说明
图1为本实用新型嵌入式一体化工控机的结构示意图
具体实施方式
图1显示了本实用新型的一种实施例。
嵌入式一体化工控机，包括组态嵌入式模块：中文人机界面、数据库模块、网络模块和通讯模块，组态嵌入式硬件，平台中间件，组件式体系模块，实时处理调度中心模块，实时数据库模块，嵌入式历史数据库模块，用户操作响应中心模块，外部数据访问管理中心模块，其中组态嵌入式模块通过以太网或串口与组态嵌入式硬件连接；实时处理调度中心模块通过软总线对组态嵌入式模块进行数据交换，软总线为开放性访问接口和二次开发接口；实时数据库模块和嵌入式历史数据库模块有其他模块数据访问的接口；用户操作响应中心模块与实时处理调度中心模块连接；外部数据访问管理中心模块包含以脚本语言形式开发的工具；
以上模块经过封装成为一体，封装体外部设有访问接口：WEB、XML和OPC DX接口。
平台中间件为多种嵌入式CPU、硬件***和嵌入式操作***上提供标准访问接口，屏蔽不同硬件的差异性和操作***特性，提供方便的移植功能。
组件式体系模块，可根据最终应用的不同，使用裁减后的应用环境，以实现侧重于不同方面的嵌入式***，如嵌入式人机界面，实时控制***等。
实时处理调度中心模块对整个嵌入式组态软件进行实时调度，所有的子模块通过软总线进行数据交换，以提供最大的扩充灵活性。
用户操作响应中心负责处理用户通过鼠标、键盘、触摸屏等方式的输入，并交由实时处理调度中心进行处理。
实时数据库模块和嵌入式历史数据库模块保存并处理***的数据，并提供其他模块数据访问的标准接口。
外部数据访问管理中心模块为外部访问提供标准的接口，并提供最终用户以脚本语言形式开发的工具，保证***扩充的灵活性和简便性，多数的设备驱动程序是通过平台无关的脚本语言编制。
请仔细核对以上技术方案撰写的是否正确，另外请核对说明书附图的连接关系是否正确，如不正确请修改。
Claims (6)
1、嵌入式一体化工控机，其特征为包括组态嵌入式模块，组态嵌入式硬件，平台中间件，组件式体系模块，实时处理调度中心模块，实时数据库模块，嵌入式历史数据库模块，用户操作响应中心模块，外部数据访问管理中心模块，其中实时处理调度中心模块通过软总线对组态嵌入式模块进行数据交换；实时数据库模块和嵌入式历史数据库模块有其他模块数据访问的接口；用户操作响应中心模块与实时处理调度中心模块连接；外部数据访问管理中心模块包含以脚本语言形式开发的工具；
以上模块经过封装成为一体，封装体外部设有访问接口。
2、根据权利要求1所述的嵌入式一体化工控机，其特征为所述的组态嵌入式模块包括：中文人机界面，数据库模块，网络模块和通讯模块。
3、根据权利要求1所述的嵌入式一体化工控机，其特征为所述的组态嵌入式模块通过以太网或串口与组态嵌入式硬件连接。
4、根据权利要求1所述的嵌入式一体化工控机，其特征为所述的软总线为开放性访问接口和二次开发接口。
5、根据权利要求1所述的嵌入式一体化工控机，其特征为所述的访问接口为WEB、XML和OPC DX接口。
6、根据权利要求1所述的嵌入式一体化工控机，其特征为平台中间件为多种嵌入式CPU、硬件***和嵌入式操作***上提供标准访问接口。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNU2008201328297U CN201237713Y (zh) | 2008-08-06 | 2008-08-06 | 嵌入式一体化工控机 |
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Publications (1)
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102508925A (zh) * | 2011-11-25 | 2012-06-20 | 上海锅炉厂有限公司 | 一种电站锅炉运行性能分析***的实现方法 |
| CN103217947A (zh) * | 2013-03-14 | 2013-07-24 | 华北电力大学 | 一种监控界面可组态的嵌入式光伏发电***监控装置 |
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| CN111045840A (zh) * | 2019-12-06 | 2020-04-21 | 北京和利时智能技术有限公司 | Plc固件***、封装接口方法、装置、存储介质及电子设备 |
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2008
- 2008-08-06 CN CNU2008201328297U patent/CN201237713Y/zh not_active Expired - Lifetime
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|---|---|---|---|---|
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| CN103217947A (zh) * | 2013-03-14 | 2013-07-24 | 华北电力大学 | 一种监控界面可组态的嵌入式光伏发电***监控装置 |
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