3000數(shù)采儀軟件設(shè)計(jì)說明書

...wd......wd......wd...編碼：3C-SPI-E-RD-T02戈頓三?？萍?南京)3C數(shù)據(jù)采集傳輸儀軟件V2.0軟件設(shè)計(jì)說明書擬制人擬制人李巖日期＿2009審核人蔡志林日期＿2009-01-16＿＿批準(zhǔn)人鄭益公日期＿2009-01-18＿＿更改控制頁序號(hào)版本號(hào)更改時(shí)間更改內(nèi)容描述填寫人010.12009-01創(chuàng)立文檔李巖020.22009對(duì)相關(guān)局部進(jìn)展修改李巖030.32009-01完成文檔定稿李巖1、引言1．1、編寫目的本文檔定義了用于3C數(shù)據(jù)采集傳輸儀軟件V2.0的規(guī)格和參數(shù)，初步對(duì)軟件構(gòu)造做出了總體設(shè)計(jì)，以此作為詳細(xì)設(shè)計(jì)的依據(jù)。本文檔的使用者為戈頓三?？萍肌材暇硵?shù)采儀開發(fā)課題組。1．2、背景系統(tǒng)名稱3C數(shù)據(jù)采集傳輸儀軟件V2.0任務(wù)提出者戈頓三?？萍肌材暇彻こ棠康膶?duì)C&M3000型數(shù)據(jù)采集傳輸裝置提供軟件支持開發(fā)者蔡志林、李巖等用戶戈頓三?？萍肌材暇?．3、定義IP〔InternetProtocol〕： Internet協(xié)議TCP〔TransmissionControlProtocol〕： 傳輸控制協(xié)議UDP〔UserDatagramProtocol,〕： 用戶數(shù)據(jù)報(bào)Socket：套接字，原為UNIX專用的網(wǎng)絡(luò)通信接口，隨著UNIX的廣泛使用而被移植到DOS和Windows系統(tǒng)。ODM〔OutsourceDesignManufacturer〕： 外購設(shè)計(jì)制造商OEM〔OriginalEquipmentManufacturer〕： 原始設(shè)備制造商Flash〔硬件中的〕： 閃速存儲(chǔ)器DTU數(shù)據(jù)傳輸單元設(shè)備CDMAGPRS2、總體設(shè)計(jì)2．1、需求規(guī)定2．1．1、通用性要求C&M3000型數(shù)采儀需能夠采集監(jiān)測(cè)站點(diǎn)中所有監(jiān)測(cè)參數(shù)，還能夠通過自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器設(shè)備輸出口獲取其工作狀態(tài)，如運(yùn)行、采樣、測(cè)量、留樣、校準(zhǔn)、報(bào)警、啟動(dòng)、停頓、清洗、藥劑添加、遠(yuǎn)程對(duì)時(shí)、供電狀態(tài)、氣象參數(shù)、室內(nèi)溫濕度及煙感、水感等安全信息等。2．1．2、通信方式要求C&M3000型數(shù)采儀需支持以下通信方式無線通訊方式：CDMA、GPRS；有線通訊方式：寬帶、ADSL、光纖；無線+有線：支持上述任意一種無線與任意一種有線通訊方式的組合，有線無線互為備用，提高數(shù)據(jù)上傳率。2．1．3、可編程功能要求C&M3000型數(shù)采儀作為一個(gè)嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，需具有可編程功能，可支持與任意監(jiān)測(cè)設(shè)備和監(jiān)控中心的通信。2．1．4、單點(diǎn)多發(fā)功能要求C&M3000型數(shù)采儀需支持與監(jiān)控中心之間一對(duì)多的通信方式，最多可同時(shí)與4個(gè)采用不同通信規(guī)約的監(jiān)控中心系統(tǒng)進(jìn)展通信。2．1．5、輸入輸出端口要求C&M3000型數(shù)采儀需支持以下輸入輸出端口〔1〕5路RS232/485標(biāo)準(zhǔn)串口用于連接各類監(jiān)測(cè)設(shè)備；〔2〕8路模擬量接口用于連接8路4-20MA或0-5V模擬量；〔3〕8路開關(guān)量輸入〔帶光電隔離〕測(cè)量設(shè)備狀態(tài)；〔4〕8路開關(guān)量輸出〔繼電器接點(diǎn)輸出〕，用于設(shè)備控制；〔5〕一個(gè)100M網(wǎng)絡(luò)口用于連接以太網(wǎng)；〔6〕2個(gè)USB接口2．1．6、數(shù)據(jù)發(fā)送方式要求C&M3000型數(shù)采儀需支持以下數(shù)據(jù)發(fā)送方式：定時(shí)傳輸：按設(shè)定的時(shí)間間隔自動(dòng)向監(jiān)控中心發(fā)送數(shù)據(jù)。采樣傳輸：數(shù)采儀每次收到監(jiān)測(cè)儀器新分析結(jié)果后，自動(dòng)向監(jiān)控中心發(fā)送數(shù)據(jù)。2．1．7、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)要求C&M3000型數(shù)采儀需采用大容量存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)，具有內(nèi)存和FLASH閃存兩種存儲(chǔ)設(shè)備，可存儲(chǔ)不少于12個(gè)月的歷史監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。具有USB接口，支持歷史數(shù)據(jù)的導(dǎo)入與導(dǎo)出。2．1．8、統(tǒng)計(jì)功能要求C&M3000型數(shù)采儀需具有計(jì)算和統(tǒng)計(jì)功能，可依據(jù)預(yù)定程序自動(dòng)計(jì)算監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的小時(shí)均值、日均值、最大值、最小值等、各種復(fù)雜的運(yùn)算、統(tǒng)計(jì)和分析功能,能對(duì)所存儲(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)展分析、統(tǒng)計(jì)和檢索，并以數(shù)據(jù)列表或圖表的方式表示出來。2．1．9、遠(yuǎn)程控制要求C&M3000型數(shù)采儀需能夠接收監(jiān)控中心軟件下發(fā)的指令從而對(duì)所連接的自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。2．1．10、報(bào)警信息要求C&M3000型數(shù)采儀需能將儀器設(shè)備的報(bào)警信息傳至監(jiān)控中心，如：供電電源斷電、設(shè)備斷電、設(shè)備停運(yùn)、試劑缺少等。2．1．11、組態(tài)功能要求C&M3000型數(shù)采儀需內(nèi)置對(duì)象元件庫，對(duì)組態(tài)支持工作簡(jiǎn)單方便。2．1．12、運(yùn)行流程控制要求C&M3000型數(shù)采儀需允許用戶通過自行編程實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行流程的控制。2．1．13、可靠性要求C&M3000型數(shù)采儀需全部采用表貼元器件和高可靠性接插件，四層板設(shè)計(jì)，有單獨(dú)的地層和電源層；采用主板和不同功能擴(kuò)展模塊壓縮到一個(gè)主模塊上的構(gòu)造，構(gòu)造緊湊簡(jiǎn)單；接口全部隔離包含電源隔離，信號(hào)隔離〔光耦〕等。產(chǎn)品硬件采用嵌入式元器件全固化設(shè)計(jì)，沒有風(fēng)扇、硬盤等轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備，大大提高了產(chǎn)品的可靠性，降低了設(shè)備對(duì)能源的損耗。2．1．14、安全性要求C&M3000型數(shù)采儀需具有密碼驗(yàn)證機(jī)制，能夠設(shè)置三級(jí)系統(tǒng)登錄密碼及相應(yīng)的操作權(quán)限。2．1．15、外殼防護(hù)等級(jí)要求C&M3000型數(shù)采儀需適合于環(huán)境惡劣的工作場(chǎng)所，到達(dá)工業(yè)級(jí)應(yīng)用要求。2．1．16、備用電源要求C&M3000型數(shù)采儀需配備可選的備用電源，保證交流電源斷電后仍可連續(xù)工作8小時(shí)以上。2．1．17、內(nèi)部時(shí)鐘要求C&M3000型數(shù)采儀需具備獨(dú)立電池供電，且支持遠(yuǎn)程時(shí)鐘調(diào)校。走時(shí)誤差優(yōu)于±0.5s/24h。2．2、運(yùn)行環(huán)境2．2．1、硬件環(huán)境設(shè)備部件設(shè)備部件規(guī)格和數(shù)量備注CPUARMS3C內(nèi)存SDRAM64M外存NANDFlash64M有線網(wǎng)絡(luò)接口100M/10LAN無線網(wǎng)絡(luò)接口GPRS/CDMAI/O接口RS232、RS4852．2．2、軟件環(huán)境支持軟件支持軟件版本和簡(jiǎn)介備注操作系統(tǒng)Wince用于ARM平臺(tái)2．3、基本設(shè)計(jì)概念和處理流程2．3．1系統(tǒng)應(yīng)用示意圖2．3．2系統(tǒng)模塊示意圖整個(gè)系統(tǒng)共分為7個(gè)局部數(shù)據(jù)處理模塊(Main_program)數(shù)據(jù)接收模塊〔接收數(shù)字量和模擬量等不同的信號(hào)數(shù)據(jù)〕〔I/OData〕設(shè)備規(guī)約模塊(同一個(gè)系統(tǒng)中可能同時(shí)存在多個(gè)設(shè)備規(guī)約模塊)(DeviceMod)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模塊(同一個(gè)系統(tǒng)中可能同時(shí)存在多個(gè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模塊但是不能超過8個(gè))(SendMud)短信收發(fā)模塊〔特殊的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模塊〕(ShortMsgMod)歷史數(shù)據(jù)查詢WEB服務(wù)模塊(DtuServer)遠(yuǎn)程控制模塊(Rtelnet)WinCE操作系統(tǒng)WinCE操作系統(tǒng)設(shè)備規(guī)約模塊設(shè)備規(guī)約模塊數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模塊數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模塊數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模塊設(shè)備規(guī)約模塊數(shù)據(jù)處理模塊遠(yuǎn)程控制模塊短信查詢、控制模塊歷史數(shù)據(jù)查詢服務(wù)模塊歷史數(shù)據(jù)查詢服務(wù)模塊數(shù)據(jù)接收模塊數(shù)據(jù)接收模塊系統(tǒng)啟動(dòng)過程示意圖啟動(dòng)系統(tǒng)啟動(dòng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理模塊數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模塊設(shè)備規(guī)約模塊短信收發(fā)模塊遠(yuǎn)程控制模塊歷史數(shù)據(jù)查詢模塊歷史數(shù)據(jù)查詢模塊數(shù)據(jù)接收模塊數(shù)據(jù)接收模塊短信收發(fā)模塊遠(yuǎn)程控制模塊2．3．3系統(tǒng)中數(shù)據(jù)區(qū)、數(shù)據(jù)通道、數(shù)據(jù)文件短信收發(fā)模塊遠(yuǎn)程控制模塊〔1〕系統(tǒng)配置信息數(shù)據(jù)區(qū)，此數(shù)據(jù)區(qū)各個(gè)模塊都要使用。數(shù)據(jù)區(qū)構(gòu)造示意圖?！惨娤嚓P(guān)的文檔〕〔2〕數(shù)據(jù)通道〔箭頭方向?yàn)閿?shù)據(jù)流方向〕模塊狀態(tài)數(shù)據(jù)通道模塊狀態(tài)數(shù)據(jù)通道AI實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)處理模塊AI實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)AI實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)處理模塊AI實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)報(bào)警歷史數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)文件分鐘歷史數(shù)據(jù)文件報(bào)警歷史數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)文件分鐘歷史數(shù)據(jù)文件小時(shí)歷史數(shù)據(jù)AI分鐘平均數(shù)據(jù)AI分鐘平均數(shù)據(jù)AI分鐘平均數(shù)據(jù)AI分鐘平均數(shù)據(jù)設(shè)備規(guī)約模塊設(shè)備規(guī)約模塊設(shè)備規(guī)約模塊設(shè)備規(guī)約模塊設(shè)備規(guī)約模塊設(shè)備規(guī)約模塊AI小時(shí)平均數(shù)據(jù)AI小時(shí)平均數(shù)據(jù)AI小時(shí)平均數(shù)據(jù)AI小時(shí)平均數(shù)據(jù)DI數(shù)據(jù)DI數(shù)據(jù)DI數(shù)據(jù)DI數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模塊數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模塊啟動(dòng)數(shù)據(jù)查詢程序數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模塊啟動(dòng)數(shù)據(jù)查詢程序數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模塊數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模塊反控?cái)?shù)據(jù)通道監(jiān)控平臺(tái)反控?cái)?shù)據(jù)通道監(jiān)控平臺(tái)外部污染源檢測(cè)監(jiān)控設(shè)備外部污染源檢測(cè)監(jiān)控設(shè)備WEB查詢反控?cái)?shù)據(jù)結(jié)果WEB查詢反控?cái)?shù)據(jù)結(jié)果(3)數(shù)據(jù)文件數(shù)采儀上存儲(chǔ)四種數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)〔采樣數(shù)據(jù)，適用于采集頻率不是很高情況下〕，分鐘平均數(shù)據(jù)〔由設(shè)備算出〕，小時(shí)平均數(shù)據(jù)〔由設(shè)備算出〕，DI數(shù)據(jù)〔包括報(bào)警信息，開關(guān)量信息，狀態(tài)變化信息〕實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、分鐘平均數(shù)據(jù)、小時(shí)平均數(shù)據(jù)都為AI數(shù)據(jù)〔所測(cè)試值〕AI數(shù)據(jù)文件存儲(chǔ)格式如下數(shù)據(jù)包個(gè)數(shù)(2Byte)數(shù)據(jù)包個(gè)數(shù)(2Byte)數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度(2Byte)所存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的最早時(shí)間(4Byte)所存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的最晚時(shí)間(4Byte)數(shù)據(jù)包中數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)發(fā)送標(biāo)志(1Byte)發(fā)送者可以判斷是否有未發(fā)數(shù)據(jù)初始值0XFF數(shù)據(jù)包1數(shù)據(jù)包2數(shù)據(jù)包n…….AI存儲(chǔ)數(shù)據(jù)包格式時(shí)間(4Byte)時(shí)間(4Byte)數(shù)據(jù)1數(shù)據(jù)2發(fā)送標(biāo)志數(shù)據(jù)n........時(shí)間：4Byte發(fā)送標(biāo)志：1Byte數(shù)據(jù)：5Byte〔數(shù)據(jù)：4Byte質(zhì)量碼：1Byte〕DI數(shù)據(jù)文件頭構(gòu)造與AI數(shù)據(jù)構(gòu)造一樣DI數(shù)據(jù)包格式時(shí)間〔4Byte〕時(shí)間〔4Byte〕PID〔2Byte〕數(shù)據(jù)〔4Byte〕時(shí)間：4BytePid：2Byte數(shù)據(jù)：4Byte控模塊流程圖模塊超時(shí)殺死進(jìn)程檢測(cè)超時(shí)模塊進(jìn)程存在情況檢查各個(gè)模塊上報(bào)狀態(tài)存在No從新啟動(dòng)進(jìn)程N(yùn)oNo加載成功加載系統(tǒng)模塊超時(shí)殺死進(jìn)程檢測(cè)超時(shí)模塊進(jìn)程存在情況檢查各個(gè)模塊上報(bào)狀態(tài)存在No從新啟動(dòng)進(jìn)程N(yùn)oNo加載成功加載系統(tǒng)這種情況是非正常情況，程序設(shè)計(jì)好的話，是不會(huì)出現(xiàn)這種情況的。這種情況是非正常情況，程序設(shè)計(jì)好的話，是不會(huì)出現(xiàn)這種情況的。YesYesYes啟動(dòng)設(shè)備規(guī)約程序YesYesYes啟動(dòng)設(shè)備規(guī)約程序加載成功檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)YesYesNo啟動(dòng)設(shè)備規(guī)約程序NoYes建設(shè)連接有無網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制撥號(hào)上網(wǎng)加載成功檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)YesYesNo啟動(dòng)設(shè)備規(guī)約程序NoYes建設(shè)連接有無網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制撥號(hào)上網(wǎng)短信查詢數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)啟動(dòng)遠(yuǎn)程控制模塊短信查詢數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)啟動(dòng)遠(yuǎn)程控制模塊開場(chǎng)啟動(dòng)轉(zhuǎn)發(fā)模塊開場(chǎng)啟動(dòng)轉(zhuǎn)發(fā)模塊啟動(dòng)短信查詢模塊啟動(dòng)短信查詢模塊配置文件不存在，或者配置文件出錯(cuò)配置文件不存在，或者配置文件出錯(cuò)檢測(cè)數(shù)據(jù)檢測(cè)數(shù)據(jù)檢測(cè)空間啟動(dòng)設(shè)備規(guī)約程序檢測(cè)空間啟動(dòng)設(shè)備規(guī)約程序保存檢測(cè)數(shù)據(jù)保存檢測(cè)數(shù)據(jù)有有有有啟動(dòng)數(shù)據(jù)處理模塊啟動(dòng)數(shù)據(jù)處理模塊顯示檢測(cè)數(shù)據(jù)有無查詢數(shù)據(jù)查詢條件啟動(dòng)設(shè)備規(guī)約程序啟動(dòng)數(shù)據(jù)查詢模塊無無顯示檢測(cè)數(shù)據(jù)有無查詢數(shù)據(jù)查詢條件啟動(dòng)設(shè)備規(guī)約程序啟動(dòng)數(shù)據(jù)查詢模塊無無數(shù)據(jù)處理模塊流程圖設(shè)備規(guī)約流程圖數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)流程圖設(shè)備規(guī)約程序和數(shù)據(jù)處理主程序之間通訊使用生產(chǎn)者和消費(fèi)者方式AI數(shù)據(jù)、DI數(shù)據(jù)反控結(jié)果數(shù)據(jù)反控?cái)?shù)據(jù)2．4、人工處理過程人工處理的是根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)要求的設(shè)備環(huán)境，進(jìn)展配置信息設(shè)置。2．5、尚未解決的問題概要設(shè)計(jì)應(yīng)該完成主要模塊設(shè)計(jì)和模塊處理流程設(shè)計(jì)，但是目前完成概要設(shè)計(jì)并不包括接口，這正是下一步需要進(jìn)展討論的地方。首先課題組內(nèi)部應(yīng)該對(duì)整理架構(gòu)有著統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)，然后相關(guān)實(shí)現(xiàn)的人員一起討論各自的接口，由雙〔多〕方共定義，由一方來實(shí)現(xiàn)。3、軟件操作說明3．1、登陸界面點(diǎn)擊按鈕，輸入相應(yīng)的用戶名和密碼。驗(yàn)證后即可登錄到主界面。如圖：圖3-1C&M3000數(shù)采儀登陸界面圖3-2C&M3000數(shù)采儀密碼驗(yàn)證窗口3．2、主界面顯示出煙氣的重要檢測(cè)數(shù)據(jù)，以及功能按鈕。如圖：圖3-3C&M3000數(shù)采儀屏主界面3．3、站點(diǎn)信息設(shè)置點(diǎn)擊按鈕，進(jìn)入站點(diǎn)信息設(shè)置界面。設(shè)置企業(yè)站點(diǎn)等相關(guān)信息。如圖：圖3-4C&M3000數(shù)采儀屏站點(diǎn)信息設(shè)置界面3．4、參數(shù)設(shè)置點(diǎn)擊“站點(diǎn)信息設(shè)置界面〞左下角的隱藏按鈕進(jìn)入煙氣重要參數(shù)設(shè)置界面用于設(shè)置站點(diǎn)信息以及相關(guān)煙氣的參數(shù)。圖3-5C&M3000數(shù)采儀屏參數(shù)設(shè)置界面二級(jí)參數(shù)設(shè)置界面---點(diǎn)擊“參數(shù)設(shè)置界面〞左下角隱藏按鈕，進(jìn)入煙氣二級(jí)重要參數(shù)設(shè)置界面。如圖：圖3-6C&M3000數(shù)采儀參數(shù)設(shè)置窗口3．5、用戶管理點(diǎn)擊進(jìn)入用戶管理界面。可以建設(shè)并設(shè)置不同用戶，及其權(quán)限的分配。圖3-7C&M3000數(shù)采儀用戶管理窗口3．7、設(shè)備反控點(diǎn)擊按鈕，進(jìn)入設(shè)備反控窗口.控制煙氣檢測(cè)設(shè)備。圖3-9，3-10C&M3000數(shù)采儀反控窗口3．8、數(shù)據(jù)顯示點(diǎn)擊按鈕，進(jìn)入數(shù)據(jù)顯示窗口,顯示當(dāng)前的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)值。圖3-11C&M3000數(shù)采儀數(shù)據(jù)顯示窗口歷史數(shù)據(jù)的查詢包裹：“實(shí)時(shí)曲線報(bào)表〞，“分鐘報(bào)表〞，“小時(shí)報(bào)表〞。點(diǎn)擊按鈕，進(jìn)入煙氣檢測(cè)實(shí)時(shí)曲線報(bào)表。如圖：圖3-12C&M3000數(shù)采儀曲線窗口點(diǎn)擊按鈕，進(jìn)入分鐘歷史數(shù)據(jù)報(bào)表。如圖：圖3-13C&M3000數(shù)采儀報(bào)表窗口點(diǎn)擊按鈕，進(jìn)入小時(shí)歷史數(shù)據(jù)報(bào)表。如圖：圖3-144、接口設(shè)計(jì)4．1、用戶接口整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)置都是通過預(yù)先配置文件來完成的，用戶可以用提供的配置軟件來生成配置文件。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的情況進(jìn)展配置。4．2、外部接口本系統(tǒng)主要是讀取RS232/RS485/RG45等端口的數(shù)據(jù)，針對(duì)不同的設(shè)備書寫不同的設(shè)備規(guī)約。4．3、內(nèi)部接口系統(tǒng)中各個(gè)模塊之間進(jìn)展數(shù)據(jù)交互，都是通過共享內(nèi)存來實(shí)現(xiàn)的。具體接口詳細(xì)設(shè)計(jì)會(huì)進(jìn)展描述。5、運(yùn)行設(shè)計(jì)5．1、運(yùn)行模塊的組合說明對(duì)系統(tǒng)施加不同的外界運(yùn)行控制時(shí)所引起的各種不同的運(yùn)行模塊組合，說明每種運(yùn)行所歷經(jīng)的內(nèi)部模塊和支持軟件。5．2、運(yùn)行控制說