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系统集成,是以用户的应用需要和投入资金的规模为出发点,综合应用各种计算机相关技术,适当选择各种软硬件设备,经过相关人员的集成设计、安装调试、应用开发等大量技术性工作和相应的管理性及商务性工作,使集成后的系统能够满足用户对实际工作要求,具有良好的性能和适当的价格的计算机网络系统的全过程。
系统集成要求将各个分离的设备(如个人电脑)、功能和信息等集成到相互关联的、统一和协调的系统之中,使资源达到充分共享,实现集中、便利、高效的管理。系统集成实现的关键在于解决系统之间的互连和互操作性问题,它是一个多厂商、多协议和面向各种应用的体系结构。这需要解决各类设备、子系统间的接口、协议、系统平台、应用软件等与子系统等相关的一切面向集成的问题。
二、基于J2EE平台的系统集成的架构
J2EE旨在为支持Java语言服务器端部署而提供与平台无关的、可移植的、多用户的、安全和标准的企业级平台。
Java具有平台无关性,可以运行在Windows、Linux、Unix等不同的操作系统上,Java的跨平台是通过Java虚拟机(JVM)来实现的,Java源代码被编译成一种结构中立的中间文件格式,只要有Java运行系统的机器都能执行这种中间代,Java源程序被编译成一种与机器无关的字节码格式,在Java虚拟机上运行。
J2EE标准制定了一个开发者编写企业应用时必须遵守的标准,也制定了各种应用系统服务商必须提供的基于标准的服务,这样企业应用程序就可以在不同平台间统一地使用这些服务。就像J2EE是一个工业支持开放标准一样,应用开发者要确信由应用服务器以统一方式在不同平台和不同供应商之间提供下层支持服务,这就允许应用开发商集中于业务逻辑的开发而不用在他们的应用代码里执行这类系统级服务。
另外,一旦建立一个基于Java的组件,就可以在多个软件系统上重复使用,也可以移植到不同系统上。重用已经建立的组件,企业不需要拥有编写整个应用系统所需要的所有技术装备,可以从不同的专门研究某一领域的供应商处购买组件,把这些组件充分利用到自己的应用系统中,这不仅使应用系统开发速度快速增长,而且减少了处理各种技术集的花费。
正是由于诸如以上的众多优点,J2EE平台堪称集成信息系统的“强力粘合剂”,它依靠WEB层和业务层的组件处理事务及安全和扩展性,降低了访问不同系统的难度。J2EE平台的架构由客户层、WEB层、业务层、集成层、数据库层构成(如图1):
客户层是系统的用户界面,呈现出适当的视图,以收集查询,显示最终结果,它可以是瘦客户端,胖客户端这些非浏览器的客户端,也可以是基于浏览器的客户端。客户层将信息和数据呈现给最终用户,应用程序用户与客户端应用程序交互,客户端应用程序与企业应用程序的其他组件相连。用户接口/提供了客户与信息进行交互的工具和相关的支持服务,它使客户与系统的交互变得简单、快捷。J2EE支持的Java客户端包括Applet、Java应用客户端、J2ME移动客户端或MIDlet,浏览器是一个瘦客户端,在J2EE系统的客户端中应用最广。客户端类型多种多样,容器必须提供组件支持,为客户端组件提供运行时环境,JVM提供了Java运行时环境,个人桌面系统、工程工作站、Applet和应用客户端等组件都支持JVM,而MIDlet要求对JVM进行稍加修改。
由于业务需求瞬息万变,WEB层成了一个动态层,WEB层主要有两种职责:接收客户层组件的要求,处理请求,然后将请求路由到业务层的适当组件;接受业务层传来的结果,计算一个适当的视图,然后将视图路由到对应客户端。客户层使用浏览器应用程序与WEB层组件交互,J2EEWEB层的重要组件有Servlet,ServletFilter和JSP,这些组件部署在高端服务器上,Web服务层和容器提供了事务、命名、目录和JDBC等服务。其中,MVC模式分开了表示逻辑,业务逻辑和数据。
业务层负责执行必需的业务逻辑,它根据客户请求计算业务逻辑,但最好将这些组件隐藏起来,不将业务逻辑直接呈现给客户端。J2EE业务层包括业务逻辑,数据访问逻辑和相关服务。EJB是运行在业务层的业务组件,EJB具有分布特点,面向事务,其中会话Bean负责创建和维护客户与服务器组件的对话,实体Bean以适当方式实现数据的持久层,消息驱动的Bean可将J2EE应用程序与基于JMS的中间件集成到一起。业务组件部署在业务服务器上,业务服务器为业务组件提供各种“校准”服务,如事务、命名和目录等。
EIS层将前端业务逻辑层的组件与后端数据库层连接起来,这一层的组件应尽量确保数据库不同资源与业务逻辑层组件的无缝集成。很多信息系统有规模大、技术难度大的特点,若巧妙集成这些信息系统,将能保护现有投资,并有效“重用”信息,流程和工作流。EIS层的集成不是单纯的数据集成,还涉及信息集成,对JDBC、JMS、J2EE连接器架构、JNI和JNDI等技术能起到帮助作用,其中J2EE连接器架构对企业最重要,能给J2EE平台带来“可插入”行为,厂商的资源适配器允许将信息系统插入J2EE平台,以实现近乎零障碍的集成。
三、Siebel-基于J2EE平台的CRM集成解决方案
Siebel是CRM理念与技术应用的最初实践者,为后来不断涌现的CRM软件厂商提供了业界的标准,可以毫不夸张的认为其是CRM的先驱与开创者。到目前为止,Siebel的CRM系统在CRM3个关键领域,即销售、营销及服务3者之间的数据/流程整合度最高,各种应用界面最为统一。Siebel产品功能齐全,企业更能根据自己的需要选择相应模块,有利于系统的集成,并为今后系统的功能扩展提供充足的前提条件。SiebelCRM应用引擎的多层体系如图2所示:
用户界面提供个性化用户界面,管理用户交互行为,从目标定义库(SRF)读取有关用户界面定义子集并解释执行。目标管理器(ObjectManager)为Siebel所有企业管理逻辑目标(BusinessObjects)提供完整一致的目标行为,从SRF读取与企业管理逻辑有关的目标定义子集并解释执行。数据管理器管理一个独立于RDBMS逻辑数据映像(DataView),从而使目标管理器功能独立,企业管理逻辑定义无需因不同的RDBMS而有所改变,并激发实时SQL语句,读取并解释SRF中有关数据关系链(DatabaseSchema)的定义,与数据交换层(DataExchange)通讯以访问存于RDBMS的物理数据。数据交换层直接处理与RDBMS相关的交互信息,作为数据管理器和RDBMS的中介桥梁。
客户端接口提供了用户界面的简单整合,利用COM、CORBA、ACTIVEX、XML等技术可以在客户端进行客户化整合。服务端的接口为企业逻辑定义目标提供了实时连接,利用COM、CORBA、XML、MQSeries可在服务器端进行整合。数据管理器的接口提供了数据库与数据库之间的数据迁移工具,利用数据库工具在不同的RDBMS之间进行大容量数据交换。
Siebel的企业数据整合管理(EIM)是专门为系统实施所提供的数据整合管理工具,它用来处理Siebel数据库和企业其他数据库之间的数据交换。EIM利用系统中介数据库表(InterfaceTables)暂时存储输入输出数据,开发人员只需直接读写中介数据库表的内容,中介表与Siebel数据库之间的数据交换与转换由Siebel服务器的EIM批作业自动完成。使用EIM可以对数据进行批量输入、输出、数据整合和删除。在需要数据输出到别的应用系统场合,可以用EIM从Siebel数据库输出数据供其他系统使用。必要时可以根据对定义对数据库的纪录进行整合处理,消除重复纪录。可以根据定义进行数据删除工作,EIM将根据要求将各相关的纪录删除。
Siebel服务器采取逻辑体系(如图3):
Gateway服务器也称名字服务器,作为各企业服务器的单一入口,动态分配注册Siebel服务器和各应用组件(ServerComponent)的可应用状态,存储服务组件定义以及分配连接信息;如安装第三方负载平衡软件,则可以根据服务器负载情况动态分配入口请求。Siebel服务器运行一个或多个Siebel服务程序,从名字服务器读取服务器的配置信息,利用数据接口访问数据库服务器。企业服务器(EnterpriseServer)逻辑管理一个或多个Siebel服务器,读取单个RDBMS。数据库服务器存储Siebel数据关系链,支持各种流行的数据库标准接口。Siebel文件系统存储所有经压缩的文档数据及其他非标准数据,以供Siebel应用软件读取和存储。
(1)通讯功能类
配置CAN总线接口,支持标准SAEJ1939从数据链路层、网络层到应用层协议;配置无线数据通讯模块,具备远程数据查询、故障诊断功能;支持实时数据流上传功能,支持历史故障信息上传。
(2)诊断功能类
配置NANDFLASH存储器,具有本地存储功能;具有重要数据本地存储和服务器双重备份功能;支持远程监控系统模拟诊断仪对整车CAN网络进行诊断;支持在整车设计过程中对发动机标定数据检测与上传,配合整车设计功能。
2硬件设计
(1)单片机
在该方案设计中使用Cortex-M3内核的单片机STM32F207VCT6。ARM的CORTEX-M3处理器是新一代的嵌入式ARM处理器,它为实现MCU的需要提供了低成本的平台、缩减的管脚数目、降低的系统功耗,同时提供卓越的计算性能和先进的中断系统响应。STM32F207VCT6拥有内置的ARM核心,它与所有的ARM工具和软件兼容。
(2)通信模块
通信模块目前采用SIMCOM公司GPRS模块SIM800A。SIM800A模块单元支持两频GSM900/1800。最大发射功率为EGSM900Class4(2W),DCS1800Class1(1W)。正常上电后,GSM模块基本在20s连上GSM网络,30s连上服务器,连上服务器就能建立与服务器的正常数据链路。模块接口方式简单,使用TTL串口,操作方便。单片机串口与模块串口连接,即可通过发送AT指令控制GSM模块,实现GPRS网络的数据发送。
(3)CAN单元
CAN单元包含两路CAN接口,一路作为标准车身CAN通信接口,波特率125Kbps,另一路预留。CAN收发器选用NXP公司的车载级收发器TJA1042-3,适用于12V和24V系统,工作温度-40~125℃。最大传输速度为1Mbps。支持SAEJ1939标准的CAN数据接口。芯片内部带过压保护,CANH、CANL管脚耐压值范围-27V~40V,抗瞬态脉冲电压范围达到-200V~200V。
3软件设计
系统软件架构为典型的前后台式架构,整体采用模块化的软件设计方法,将系统功能分解为多个子模块,每个模块对应一个状态机,系统在初始化完成之后,即进入主循环,各状态机依据在程序中的前后位置依次获得CPU时间循环运行。系统软件的主要部分分为GSM模块管理,GPS模块,电源管理模块,SAEJ1939协议处理模块。GSM管理模块主要处理的内容包括:GSM模块的电源控制,建立移动网络的链接,与服务器建立数据链接,应用层数据包的打包与发送处理,数据包重发处理机制等。GPS模块主要处理的内容是:GPS模块的电源控制,NMEA2000GPS数据协议解析,获取GPS的位置信息、速度信息与时间信息等。电源管理模块负责管理系统的电源,处理系统不同的工作模式还有各个工作模式之间的切换。SAEJ1939协议处理模块,包含了SAEJ1939的数据链路层、传输层、网络管理层、应用层和故障诊断层的协议的全部内容。
(1)数据链路层
STM32F207VCT6集成的CAN控制器芯片基本实现了数据链路层的全部内容,但是SAEJ1939对数据链路层进行了重新定义,对CAN扩展帧的29位标识符进行了重新编码。数据链路层需要完成29位标识符的编码和解码工作。
(2)传输层
传输层是整个SAEJ1939网络协议最复杂的一层,主要实现分段传输功能。在J1939中要传输大于8个字节的报文时,需要采用分段传输功能,分段传输功能可以拆分为两个主要的功能块:报文的分包、重组以及连接管理。分包、重组用于传输长度大于8的报文,报文必须被拆分为若干个小书架包,然后使用数据帧将报文逐一传送。而接收方必须能够接收这些数据帧,然后解析并且重组成原始的报文。连接管理的功能包括基于连接模式的点对点报文传输和基于未连接模式的广播报文传输。在点对点模式下,连接管理用于处理节点间的虚拟链接的打开、使用和关闭。而基于未连接模式的广播报文传输,则只要处理数据超时,当超时时间到了,而没有收到后续数据包,则直接放弃此连接就可以了。
(3)网络管理层
在本系统中,车辆的各个CAN总线节点的地址已经分配好了,所以未使用网络管理的功能。这样简化了系统的设计与软件复杂度。
4功能设计使用
SAEJ1939的总线应用层协议,在系统中主要实现的功能包括以下几个方面。
(1)远程车辆控制
因为重型卡车价格高昂,客户普遍会选择贷款购车。为了防止客户有欠款不还的情况出现,要保证系统可以实现对客户车辆的远程控制。远程控制的实现要求是要保证发动机要预留有操作接口,要支持各种运行模式,比如跛行模式,此模式可以限制车速,保证基本的行车安全,但是车辆的速度很低,小于30km/h,这样就能在不影响安全的情况下实现对有些不遵守合约的客户的约束。实现的原理是这样的,远程诊断系统定义了一个SAEJ1939的报文,此报文通过车身控制模块从低速车身CAN总线转发到高度的动力CAN总线。在车辆点火的时候,发动机管理系统就检测此报文,如果总线上没有此报文,则发动机点火失败;如果检测到此报文,才允许点火。如果远程诊断系统被恶意破坏了,则发动机管理系统接收不到远程诊断系统的报文,则车辆就不能点火了。在车辆使用中,可以通过从发服务器端发送命令来对车辆进行锁定、解锁、跛行等模式的设定。当设定不同的工作模式时,远程诊断系统把对应的设定模式发送到发动机管理系统,由发动机管理系统实现对车辆的实际控制功能。
(2)诊断信息收集
SAEJ1939应用层诊断协议定义了系统诊断相关的协议,包含:当前活动的诊断故障码(DM1)、历史活动的诊断故障码(DM2)、历史故障码清除(DM3)、停帧参量(DM4)、当前故障码清除(DM11)等。可以通过服务器向远程诊断系统配置诊断的操作模式,可以实时收集各个CAN总线节点的当前活动的诊断故障码,收集到的诊断故障信息可以先存储在系统的NANDFLASH存储器中,当与服务器建立数据链路后就可以发送到后台服务器。这样从服务器端就可以知道当前的车辆实时状态,也可以对车辆的安全状态有个基本了解。
(3)模拟在线诊断仪诊断
环境工程设计的项目建议书阶段包含若干个子结构,是一个复杂的系统。如果缺乏系统思维,孤立、片面地理解系统控制理论,将定量分析和定性分析、动态特性和稳态特性等相关内容割裂开来,不能相互联系、相互融合以形成合理认知体系,则不能够全面、联系、突出重点地分析和解决问题。而利用思维树模型可培养系统思维能力,[6]强化系统控制理论在项目建议书阶段的应用,将一项工程所涉及的各个领域和角度清晰的表示出来(以城市污水处理厂为例,如下图1所示)。
2可行性研究阶段的系统控制理论
可行性研究是在项目建议书被批准后,对项目在技术上和经济上是否可行所进行的科学分析和论证。这一阶段包括工程概述、工程方案、工程投资估算及资金筹措、工程近远期结合问题、工程效益分析、工程进度安排、存在问题及建议以及附图附件等内容。在这一系统中,用最优化分析解决问题,即在本系统的运筹中,控制策略要使工程净效益最大,而费用尽可能地小(可视为负效益)。为了尽可能地减少这种负效益,必须在一定的工程规律和条件的约束下,按照最优化原则,结合工程分析考虑工程方案必选优化,对整个工程系统进行科学的管理,不求负效益最小,而只要求负效益尽可能减少。这是由于在环境工程设计中,最优解并不一定是最理想的。[7]
3工程设计阶段的系统控制理论
在此阶段,环境工程设计可分为方案设计、初步设计、施工图设计三个阶段,每个阶段都是一个复杂系统,可将系统控制的重点分别集中在组织系统的输入、转换过程和输出3个阶段,由此形成3种不同的控制类型:前馈控制、同步控制和反馈控制。[8]
3.1前馈控制
前馈控制也称预先控制,是指在整个过程中预先集中于系统输入端的控制,其目的是通过事前考虑各种可能的功能障碍来预测并预防偏差的出现。其在环境工程设计的方案设计阶段起着重要作用,主要体现在以下几方面:
3.1.1环境工程概况分析
环境工程涉及水、气、声、渣、辐射等多个方面,涵盖内容非常丰富,工程特征千差万别。因此,掌握具体项目的工程概况是搞好设计的必须前提,主要包括:(1)工程一般特征简介。包括工程名称、建设性质、建设地点、建设规模、车间组成、产品方案、辅助设施、配套工程、储运方式、占地面积、职工人数、工程总投资及发展规划等。(2)工艺路线与生产方法。用流程图表述说明生产工艺过程,必要时列出主反应式和副反应式,并关注副反应中可能潜在的危害因素。(3)物料及能源消耗定额。包括主要原料、辅助原料、材料、助剂、能源以及用水等的来源、成分和消耗量,特别是要综合对比单位产品的物耗、能耗指标、新水用量指标以及排污系数。(4)主要技术经济指标。包括生产率、效率、回收率和放散率等。除了主产品的总回收率之外,还应高度重视资源的综合利用率和综合总回收率。
3.1.2污染源及污染源强分析
污染源分布和污染物源强是环境工程设计的基础资料,必须按建设工程、生产过程和服务期满后三个时期的工程全过程做认真调查、详细统计,力求完善。对于污染源分布调查要求按专题绘制污染流程图,标明污染物排放部位,然后列表逐点统计各种污染因子的排放强度、浓度及数量。另外,鉴于近年来环境风险事故呈频发、高发态势,应高度关注环境工程风险排污的源强统计及分析,包括事故排污和异常排污两种工况。事故排污的源强统计应计算事故状态下的污染物最大排放量,作为风险预测的源强;异常排污的源强应统计工艺设备或环保设施达不到设计规定指标的超额排污。
3.1.3环保方案分析
分析工程总图布置方案,根据气象、水文等自然条件分析工厂和车间布置的合理性,与周围环境保护目标所定防护距离的安全性。分析工程既定环保方案所选工艺及设备的先进水平和可靠程度,采用资源节约型模式、资源综合利用、物能良性循环、产业生态、清洁生产、循环经济等方面的可行性,处理工艺有关技术经济参数的合理性,并分析环保设施投资构成及其在总投资中占有的比例。
3.2同步控制
同步控制也称实时控制,是指活动进行过程中所实施的控制。在环境工程设计中,同步控制的关键是严把设计质量关,实现初步设计的标准化,由仅控制排放标准向全面的设计质量标准过渡。积极引导环境工程设计单位贯彻国家制定的《建筑企业贯彻ISO9000系列标准实施细则》《建设项目环境保护管理条列》《中华人民共和国环境影响评价法》《三废处理工程技术手册》等相关标准,使环境工程设计单位质量管理工作进入程序化、标准化、规范化的轨道。各单位的质量保证体系,要在当地设计质量监督机构备案审查,把贯标工作与单位资质、工程招标投标和企业创优工作结合起来,实现质量的单位自控。在推行设计资格审查和管理制度的基础上,进一步制定重大工程的设计方案图纸审查、批准制度,发现问题,及时追朔设计存在的问题,系统解决,防止问题的再次发生,并追踪审查以前的可能事故点。
3.3反馈控制
反馈控制也称事后控制,控制作用发生在行动之后,目的在于改进,以预防将来发生偏差。在缺乏任何预见手段的情况下,反馈控制是比较实用的控制方式。在施工设计中,反馈控制的关键是引入工程环境监理,通过具有相应资质的监理企业,接受建设单位的委托,承担其建设项目的环境管理工作,并代表建设单位对承建单位的建设行为对环境的影响情况进行检查,对污染防治和生态保护的情况进行检查,确保各项环保措施落到实处。对未按有关环境保护要求施工的,应责令建设单位限期改正,造成生态破坏的,应采取补救措施或予以恢复。通过监理这一反馈控制,可提供设计效果的真实信息,并使设计人员获得评价其绩效的信息,从而提高设计水平,对于下一步或日后工作的实践指导作用非常巨大。
4竣工环境保护验收阶段的系统控制理论
为监督落实环境保护设施与建设项目主体工程同时投产或者使用,以及落实其他需配套采取的环境保护措施,防治环境污染和生态破坏,实施建设项目竣工环境保护验收。[9]该阶段是对整个环境工程设计系统的最后一个核查关卡,涉及验收范围、验收标准、验收工况、验收监测(调查)结果、验收环境管理、现场验收检查、风险事故环境保护应急措施检查及验收结论等部分。可用如下系统流程图简述其验收工作程序。
5结论
关键词:视频检测PCI总线PPP协议
引言
随着计算机视觉技术以及图像处理技术的不断发展,计算机视觉和视频检测技术已经广泛应用于工业控制、智能交通、设备制造等很多领域。传统的视频检测往往采用工控机作为其视频处理器来实现其功能。这种方法往往由于工控机处理速度的问题,无法实现对各个不同方向同时进行视频检测,而且由于视频检测处理过程需要占用大量的处理时间,因而无法实现实时的远程控制功能。
目前在远程控制和通信方面,基于DOS和Windows操作系统的通信平台得到普遍的引用,但是DOS操作系统作为单任务操作系统,无法实现多任务功能和实时处理的要求;而Windows操作系统作为视窗操作系统,其系统的稳定性和实时性也无法与实时多任务嵌入式操作相比拟。
本文提出一种以DSP作为视频检测处理芯片,以Linux为操作系统的嵌入式系统设计方法。
1系统结构
本系统的开发主要包括视频检测卡和x86通信平台的设计2个部分。视频检测卡主要包括模拟图像采集、转换、DSP视频检测3个部分,每块交换参数检测卡扩充PCI总线接口,插在通信开发平台的PCI总线插口上,通过PCI总线同通信平台交换数据。通信平台处理多块交通参数检测卡的通信问题,将视频检测卡通过PCI总线传送过来的视频检测数据实时通过网络传送给控制中心。系统的功能方框图如图1所示。
根据系统设计要求,视频检测卡功能主要分为:模拟图像采集、模拟图像A/D转换、数据缓存以及DSP视频检测5个部分。视频检测卡流程如图2所示。
本系统采用Philips公司的SAA7111A来实现模拟图像A/D转换。该芯片可实现多路选通、锁相与时序、时钟产生与测试、ADC、亮色分离等功能。其输出可以具有如下格式:YUV4:1:1(12bit)、YUV4:2:2(16bit)、YUV4:2:2(CCIR-656)(8bit)等。由于DSP处理芯片和SA7111A的时序不同,可以通过CPLD进行逻辑控制FIFO来完成数据缓存的功能。
DSP是实时信号处理的核心。本系统采用TI公司DSP芯片——TMS320C6211。该芯片属C6000的定点系列,C6211在这个系列中是性价比最高的一种。C6211处理器由3个主要部分组成:CPU内核、存储器和外设。集成外设包括EDMA控制器、外存储器接口(EMIF)、主机口(HPI)、多通道缓冲接口(McBSP)、定时器、中断选择子、JTAG接口、PowerDown逻辑以及PLL时钟发生器。通过EMIF接口扩充SDRAM,而PCI总线控制芯片的扩展通过HPI接口。
PCI总线的接口芯片PCI9050,主要包括PCI总线信号接口和本地总线(LOCALBUS)信号。在硬件设计时,只需将本地总线信号的接口通过电平转换连接到DSP的HPI接口,同时扩展PCI接口就可以完成其硬件电路设计。
2通信开发平台的嵌入式系统设计
通信开发平台以x86为核心器件,扩充PCI总线,通过Modem拨号,实现x86与Internet的连接。
2.1PCI总线设备驱动
PCI设备有3种物理空间:配置空间、存储器空间和I/O空间。配置空间是长度为256字节的一段连接空间,空间的定义如图3所示。在配置空间中只读空间有设备标识、供应商代码、修改版本、分类代码以及头标类型。其中供应商代码用来标识设备供应商的代码;设备标识用来标识某一特殊的设备;修改版本标识设备的版本号;分类代码用来标识设备的种类;头标类型用来标识头类型以及是否为多功能设备。除供应商代码之外,其它字段的值由供应商分配。
命令字段寄存器用来提供设备响应的控制命令字;状态字段用来记录PCI总线相关事件(详细的命令控制和状态读取方法见参考文献4)。
基地址寄存器最重要的功能是分配PCI设备的系统地址空间。在基地址寄存器中,bit0用来标识是存储器空间还是I/O地址空间。基地址寄存器映射到存储器空间时bit0为“0”,映射到I/O地址空间时bit0为“1”。基地址空间中其它一些内容用来表示PCI设备地址空间映射到系统空间的起始物理地址。地址空间大小通过向基地址寄存器写全“1”,然后读取其基地址的值来得到。
PCI设备的驱动过程主要包括下面几个步骤。
首先,PCI设备的查找。在嵌入式操作系统中一般提供相应的API函数,在Linux操作系统中通过函数pcibios_find_device(PCI_VENDOR_ID,PCI_DEVICE,index,&bus,&devfn)可以找到供应商代码为PCI-ID,设备标识为PCI-DEVICE的第n(index+1)个设备,并且返回总线号和功能号,分别保存于bus和devfn中。
第2步,PCI设备的配置。通过操作系统提供的API函数访问PCI设备的配置空间,配置PCI设备基址寄存器的配置、中断配置、ROM基地址寄存器的配置等,这样可以得到PCI的存储器空间和I/O地址空闲映射,设备的中断号等。在Linux操作系统中,访问PCI设备配置空间的API函数有pcibios_write_config_byte、pcibios_read_config_byte等,它们分别完成对PCI设备配置空间的读写操作。
第3步,根据PCI设备的配置参数,对不同的设备编写初始化程序、中断服务程序以及对PCI设备存储空间的访问程序。
2.2远程控制与通信链路的建立
与Internet连接的数据链路方式主要有Ethernet方式和串行通信方式。Ethernet连接方式是一种局域网的连接方式,广泛应用于本地计算机的连接。通过Modem进行拨号连接的串行通信方式,可以实现远距离的数据通信,下面详细介绍串行通信接口协议方式。
串行通信协议有SLIP、CSLIP以及PPP通信协议。SLIP和CSLIP提供一种简单的通过串行通信实现IP数据报封装方式,通过RS232串行接口和调试解调器接入Internet。但是这种简单的连接方式有很多缺陷,如每一端无法知道对方IP地址;数据帧中没有类型字段,也就是1条串行线路用于SLIP就不能同时使用其它协议;SLIP没有在数据帧中加上检验和,当SLIP传输的报文被线路噪声影响发生错误时,无法在数据链路层检测出来,只能通过上层协议发现。
PPP(PointtoPointProtocal,点对点协议)修改了SLIP协议中的缺陷。PPP中包含3个部分:在串行链路上封装IP数据报的方法;建立、配置及测试数据链路的链路控制协议(LCP);不同网络层协议的网络控制协议(NCP)。PPP相对于SLIP来说具有很多优势;支持循环冗余检测、支持通信双方进行IP地址动态协商、对TCP和IP报文进行压缩、认证协议支持(CHAP和PAP)等。图4为PPP数据帧的格式。
PPP的实现可以通过2个后台任务来完成。协议控制任务和写任务。协议控制任务控制各种PPP的控制协议,包括LCP、NCP、CHAP和PAP。它用来处理连接的建立、连接方式的协商、连接用户的认证以及连接中止。写任务用来控制PPP设备的数据发送。数据报的发送过程,就是通过写任务往串行接口设备写数据的过程,当有数据报准备就绪,PPP驱动通过信号灯激活写任务,使之完成对串行接口设备的数据发送过程。PPP接收端程序通过在串行通信设备驱动中加入“hook”程序来实现。在串行通信设备接收到1个数据之后,中行设备的中断服务程序(ISR)调用PPP的ISR。当1个正确的PPP数据帧接收之后,PPP的ISR通过调度程序调用PPP输入程序,然后PPP输入程序从串行设备的数据缓存中将整个PPP数据帧读出,根据PPP的数据帧规则进行处理,也就是分别放入IP输入队列或者协议控制任务的输入队列。
PPP现在已经广泛为各种ISP(InternetSeverProvider)接受,而Linux操作系统下完全支持PPP协议。在Linux下网络配置过程中,通过1个Modem建立与ISP的物理上的连接,然后在控制面板(ControlPanel)里面选择NetowrksConfiguration。在接口(Interface)里面加入PPP设备,填入ISP电话号码、用户以及密码,同时将本地IP和远端IP设置为0.0.0.0,修改/ETC/PPP/OPTION,加上DEFAULTROUE,由ISP提供缺省路由,这样就完成了设备的PPP数据链路设置过程,可以通过Internet实现远程控制。
结束语
该设计方法已成功应用于智能交换系统的交通参数检测系统中。在该系统中,采用4块DSP视频检测卡实现4个不同路面区域的交通参数检测,同时采用Linux作为通信平台的操作系统;通过PPP协议建立与监控中心的连接,实现监控中心对各个视频检测卡的远程控制。
(1)柴油。
(2)液压油。
(3)防冻液。
(4)冷媒。
(5)其他如柴机油(加注在发动机及变速箱中)、齿轮油(加注在后桥,蜗轮箱等传动机构中)。工程机械行业中由于柴油及液压油使用量加大,其余油液使用量较小,故柴油及液压油多使用集中供液系统,而其余油品则使用线边加注机加注的模式。
2集中供液系统的构成及简介
2.1储液系统
主要由进液系统、储液罐、供液系统、泵房等组成。
(1)进液系统。为满足油罐车输送方式,多在墙体上布置柴油、液压油油罐车卸油快速接头。柴油油罐车一般自带卸油泵,故柴油不配卸油泵;液压油配卸油泵,同时满足油桶补油方式和油罐车不带泵时的补液方式,同时液压油卸油配置防空打保护装置,桶空时能自动关闭卸油泵。考虑到要快速吸纳液体的需要,即流量为主要因素时,采用气动隔膜泵,GRACO:H2150型气动隔膜泵,见图2。对于输送有腐蚀性的液体时,应采用不锈钢的泵和管路,如防冻液、冷媒等液体。另外,在进液泵的前端应设置过滤器,除去液体中的部分杂质。
(2)储液罐。根据每车加注量、生产纲领和加注频率的需要,计算出需要的储液罐数量和罐体规格。同时,还要考虑输送液体的性质,如有腐蚀性,应采用不锈钢罐体,如防冻液、冷媒等液体。其他无腐蚀性液体,可采用一般的碳钢罐体。储液罐卧式放置,推荐采用埋地方式,外表面做五油三布加强级防腐处理。储液罐通气管管口上装阻火透气帽,在呼吸阻火阀处要加装干燥器,避免潮湿的空气进入油罐造成油液乳化。每个储液罐均安装有液位控制传感器,高、低液位及极限液位时自动报警。
(3)供液系统。根据输送液体的粘度和输送距离,柴油选用气动隔膜泵。液压油粘度较大,输送泵选用大流量气动柱塞泵。油液输送泵每种油品均配备双泵,一用一备,正常使用一台,留有一个泵作为系统备份。输送系统分别配置过滤器及流量计,用于物料统计。流量计一般安装在储液罐的出油口处,可以避免由于罐车卸油或油桶补油时出现空打,造成流量计计量不准的情况发生。
(4)泵房。因柴油属于“乙类”易燃液体,为确保安全,泵房内照明、排气线路及开关均采用防爆装置,同时用自动防爆排风扇强制换气方式减少泵房内挥发可燃气的存在。同时,油泵房内设有可燃气体检测报警器,当可燃气体达到爆炸下限浓度(V%)值时报警。泵房所有的气动马达都要接地线至泵房的总地线上,将运动件摩擦和流体运动产生的静电放掉。地面设集油槽,方便废液回收。
2.2输送管路系统
输油管路、控制信号管路分别实现油液的输送及控制信号的传递,一般车间外埋地铺设,车间内加空铺设,并采用五油三布加强级防腐处理。输油管路一般是长度在6~8米不等的无缝钢管采用“单面焊接,双面成型”方式连接而成,不同油液的管路标有不同颜色,并用文字标识,以便与区分。在输送泵出口设计压力传感器,当用油点没有使用油品而输送管路里的油品压力有明显压降现象,此时集中供液监控系统应及时报警,提示工作人员及时检测输送管是否有漏油情况。当夏季或发生火灾时,管道内的油液因为温升较高导致体积迅速膨胀,从而使管道内瞬间产生更高的压力时,压力传感器检测到压力超过设定值时会进行报警,并开启旁通安全阀进行泄压。集中供液的储液罐及各泵、管路安装完毕,同时进行压力检漏。检漏合格后进行压缩空气清扫,清扫完毕后用相应的油液进行清洗。
2.3加注系统
一般在加注工位设置需要的加注机,一些工程机械油液加注口位于机器上部,还配有可伸缩加注平台,如柴油加注机、液压油加注机、防冻液加注机及其他油品加注机。液压油二合一加注机(带伸缩平台)液压油二合一加注机(带伸缩平台)主体由两配置相同的液压油管路组成,补液管路采用集中供液的补液形式,储液箱配置液位传感器,可实现自动补液及错误报警功能,加注泵采用JUSTMARK齿轮泵,加注管路配置溢流阀保证管路安全,加注管路配置美国Donaldson过滤器,确保油品质量;可伸缩平台实现不同车型车辆的加注。加注流程:首先选择需要的加注车型,然后将对应加注枪与工件的加注口连接。打开加注枪扳机,按下对应加注启动按钮,进入加注过程。加注完成后,加注指示灯灭,蜂鸣提示,最后取下对应加注枪,将加注枪放回加注枪架位置。除加注和撤卸加注枪采用人工方式外,其他所有加注过程都是自动完成。
2.4电气控制系统