...wd......wd......wd...編碼：3C-SPI-E-RD-T02戈頓三?？萍?南京)3C數(shù)據采集傳輸儀軟件V2.0軟件設計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＿＿批準人鄭益公日期＿2009-01-18＿＿更改控制頁序號版本號更改時間更改內容描述填寫人010.12009-01創(chuàng)立文檔李巖020.22009對相關局部進展修改李巖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)據采集傳輸儀軟件V2.0的規(guī)格和參數(shù)，初步對軟件構造做出了總體設計，以此作為詳細設計的依據。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)據采集傳輸儀軟件V2.0任務提出者戈頓三希科技〔南京〕工程目的對C&M3000型數(shù)據采集傳輸裝置提供軟件支持開發(fā)者蔡志林、李巖等用戶戈頓三希科技〔南京〕1．3、定義IP〔InternetProtocol〕： Internet協(xié)議TCP〔TransmissionControlProtocol〕： 傳輸控制協(xié)議UDP〔UserDatagramProtocol,〕： 用戶數(shù)據報Socket：套接字，原為UNIX專用的網絡通信接口，隨著UNIX的廣泛使用而被移植到DOS和Windows系統(tǒng)。ODM〔OutsourceDesignManufacturer〕： 外購設計制造商OEM〔OriginalEquipmentManufacturer〕： 原始設備制造商Flash〔硬件中的〕： 閃速存儲器DTU數(shù)據傳輸單元設備CDMAGPRS2、總體設計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)測站點中所有監(jiān)測參數(shù)，還能夠通過自動監(jiān)測儀器設備輸出口獲取其工作狀態(tài)，如運行、采樣、測量、留樣、校準、報警、啟動、停頓、清洗、藥劑添加、遠程對時、供電狀態(tài)、氣象參數(shù)、室內溫濕度及煙感、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)據上傳率。2．1．3、可編程功能要求C&M3000型數(shù)采儀作為一個嵌入式計算機系統(tǒng)，需具有可編程功能，可支持與任意監(jiān)測設備和監(jiān)控中心的通信。2．1．4、單點多發(fā)功能要求C&M3000型數(shù)采儀需支持與監(jiān)控中心之間一對多的通信方式，最多可同時與4個采用不同通信規(guī)約的監(jiān)控中心系統(tǒng)進展通信。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標準串口用于連接各類監(jiān)測設備；〔2〕8路模擬量接口用于連接8路4-20MA或0-5V模擬量；〔3〕8路開關量輸入〔帶光電隔離〕測量設備狀態(tài)；〔4〕8路開關量輸出〔繼電器接點輸出〕，用于設備控制；〔5〕一個100M網絡口用于連接以太網；〔6〕2個USB接口2．1．6、數(shù)據發(fā)送方式要求C&M3000型數(shù)采儀需支持以下數(shù)據發(fā)送方式：定時傳輸：按設定的時間間隔自動向監(jiān)控中心發(fā)送數(shù)據。采樣傳輸：數(shù)采儀每次收到監(jiān)測儀器新分析結果后，自動向監(jiān)控中心發(fā)送數(shù)據。2．1．7、數(shù)據存儲要求C&M3000型數(shù)采儀需采用大容量存儲器設計，具有內存和FLASH閃存兩種存儲設備，可存儲不少于12個月的歷史監(jiān)測數(shù)據。具有USB接口，支持歷史數(shù)據的導入與導出。2．1．8、統(tǒng)計功能要求C&M3000型數(shù)采儀需具有計算和統(tǒng)計功能，可依據預定程序自動計算監(jiān)測數(shù)據的小時均值、日均值、最大值、最小值等、各種復雜的運算、統(tǒng)計和分析功能,能對所存儲數(shù)據進展分析、統(tǒng)計和檢索，并以數(shù)據列表或圖表的方式表示出來。2．1．9、遠程控制要求C&M3000型數(shù)采儀需能夠接收監(jiān)控中心軟件下發(fā)的指令從而對所連接的自動監(jiān)測設備實現(xiàn)遠程控制。2．1．10、報警信息要求C&M3000型數(shù)采儀需能將儀器設備的報警信息傳至監(jiān)控中心，如：供電電源斷電、設備斷電、設備停運、試劑缺少等。2．1．11、組態(tài)功能要求C&M3000型數(shù)采儀需內置對象元件庫，對組態(tài)支持工作簡單方便。2．1．12、運行流程控制要求C&M3000型數(shù)采儀需允許用戶通過自行編程實現(xiàn)對現(xiàn)場監(jiān)測設備運行流程的控制。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，四層板設計，有單獨的地層和電源層；采用主板和不同功能擴展模塊壓縮到一個主模塊上的構造，構造緊湊簡單；接口全部隔離包含電源隔離，信號隔離〔光耦〕等。產品硬件采用嵌入式元器件全固化設計，沒有風扇、硬盤等轉動設備，大大提高了產品的可靠性，降低了設備對能源的損耗。2．1．14、安全性要求C&M3000型數(shù)采儀需具有密碼驗證機制，能夠設置三級系統(tǒng)登錄密碼及相應的操作權限。2．1．15、外殼防護等級要求C&M3000型數(shù)采儀需適合于環(huán)境惡劣的工作場所，到達工業(yè)級應用要求。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小時以上。2．1．17、內部時鐘要求C&M3000型數(shù)采儀需具備獨立電池供電，且支持遠程時鐘調校。走時誤差優(yōu)于±0.5s/24h。2．2、運行環(huán)境2．2．1、硬件環(huán)境設備部件設備部件規(guī)格和數(shù)量備注CPUARMS3C內存SDRAM64M外存NANDFlash64M有線網絡接口100M/10LAN無線網絡接口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介備注操作系統(tǒng)Wince用于ARM平臺2．3、基本設計概念和處理流程2．3．1系統(tǒng)應用示意圖2．3．2系統(tǒng)模塊示意圖整個系統(tǒng)共分為7個局部數(shù)據處理模塊(Main_program)數(shù)據接收模塊〔接收數(shù)字量和模擬量等不同的信號數(shù)據〕〔I/OData〕設備規(guī)約模塊(同一個系統(tǒng)中可能同時存在多個設備規(guī)約模塊)(DeviceMod)數(shù)據轉發(fā)模塊(同一個系統(tǒng)中可能同時存在多個數(shù)據轉發(fā)模塊但是不能超過8個)(SendMud)短信收發(fā)模塊〔特殊的數(shù)據轉發(fā)模塊〕(ShortMsgMod)歷史數(shù)據查詢WEB服務模塊(DtuServer)遠程控制模塊(Rtelnet)WinCE操作系統(tǒng)WinCE操作系統(tǒng)設備規(guī)約模塊設備規(guī)約模塊數(shù)據轉發(fā)模塊數(shù)據轉發(fā)模塊數(shù)據轉發(fā)模塊設備規(guī)約模塊數(shù)據處理模塊遠程控制模塊短信查詢、控制模塊歷史數(shù)據查詢服務模塊歷史數(shù)據查詢服務模塊數(shù)據接收模塊數(shù)據接收模塊系統(tǒng)啟動過程示意圖啟動系統(tǒng)啟動系統(tǒng)數(shù)據處理模塊數(shù)據轉發(fā)模塊設備規(guī)約模塊短信收發(fā)模塊遠程控制模塊歷史數(shù)據查詢模塊歷史數(shù)據查詢模塊數(shù)據接收模塊數(shù)據接收模塊短信收發(fā)模塊遠程控制模塊2．3．3系統(tǒng)中數(shù)據區(qū)、數(shù)據通道、數(shù)據文件短信收發(fā)模塊遠程控制模塊〔1〕系統(tǒng)配置信息數(shù)據區(qū)，此數(shù)據區(qū)各個模塊都要使用。數(shù)據區(qū)構造示意圖?！惨娤嚓P的文檔〕〔2〕數(shù)據通道〔箭頭方向為數(shù)據流方向〕模塊狀態(tài)數(shù)據通道模塊狀態(tài)數(shù)據通道AI實時數(shù)據數(shù)據處理模塊AI實時數(shù)據AI實時數(shù)據數(shù)據處理模塊AI實時數(shù)據報警歷史數(shù)據實時數(shù)據文件分鐘歷史數(shù)據文件報警歷史數(shù)據實時數(shù)據文件分鐘歷史數(shù)據文件小時歷史數(shù)據AI分鐘平均數(shù)據AI分鐘平均數(shù)據AI分鐘平均數(shù)據AI分鐘平均數(shù)據設備規(guī)約模塊設備規(guī)約模塊設備規(guī)約模塊設備規(guī)約模塊設備規(guī)約模塊設備規(guī)約模塊AI小時平均數(shù)據AI小時平均數(shù)據AI小時平均數(shù)據AI小時平均數(shù)據DI數(shù)據DI數(shù)據DI數(shù)據DI數(shù)據數(shù)據轉發(fā)模數(shù)據轉發(fā)模塊數(shù)據轉發(fā)模塊啟動數(shù)據查詢程序數(shù)據轉發(fā)模塊啟動數(shù)據查詢程序數(shù)據轉發(fā)模塊數(shù)據轉發(fā)模塊反控數(shù)據通道監(jiān)控平臺反控數(shù)據通道監(jiān)控平臺外部污染源檢測監(jiān)控設備外部污染源檢測監(jiān)控設備WEB查詢反控數(shù)據結果WEB查詢反控數(shù)據結果(3)數(shù)據文件數(shù)采儀上存儲四種數(shù)據，實時數(shù)據〔采樣數(shù)據，適用于采集頻率不是很高情況下〕，分鐘平均數(shù)據〔由設備算出〕，小時平均數(shù)據〔由設備算出〕，DI數(shù)據〔包括報警信息，開關量信息，狀態(tài)變化信息〕實時數(shù)據、分鐘平均數(shù)據、小時平均數(shù)據都為AI數(shù)據〔所測試值〕AI數(shù)據文件存儲格式如下數(shù)據包個數(shù)(2Byte)數(shù)據包個數(shù)(2Byte)數(shù)據包長度(2Byte)所存儲數(shù)據的最早時間(4Byte)所存儲數(shù)據的最晚時間(4Byte)數(shù)據包中數(shù)據的個數(shù)發(fā)送標志(1Byte)發(fā)送者可以判斷是否有未發(fā)數(shù)據初始值0XFF數(shù)據包1數(shù)據包2數(shù)據包n…….AI存儲數(shù)據包格式時間(4Byte)時間(4Byte)數(shù)據1數(shù)據2發(fā)送標志數(shù)據n........時間：4Byte發(fā)送標志：1Byte數(shù)據：5Byte〔數(shù)據：4Byte質量碼：1Byte〕DI數(shù)據文件頭構造與AI數(shù)據構造一樣DI數(shù)據包格式時間〔4Byte〕時間〔4Byte〕PID〔2Byte〕數(shù)據〔4Byte〕時間：4BytePid：2Byte數(shù)據：4Byte控模塊流程圖模塊超時殺死進程檢測超時模塊進程存在情況檢查各個模塊上報狀態(tài)存在No從新啟動進程NoNo加載成功加載系統(tǒng)模塊超時殺死進程檢測超時模塊進程存在情況檢查各個模塊上報狀態(tài)存在No從新啟動進程NoNo加載成功加載系統(tǒng)這種情況是非正常情況，程序設計好的話，是不會出現(xiàn)這種情況的。這種情況是非正常情況，程序設計好的話，是不會出現(xiàn)這種情況的。YesYesYes啟動設備規(guī)約程序YesYesYes啟動設備規(guī)約程序加載成功檢測網絡狀態(tài)YesYesNo啟動設備規(guī)約程序NoYes建設連接有無網絡遠程控制撥號上網加載成功檢測網絡狀態(tài)YesYesNo啟動設備規(guī)約程序NoYes建設連接有無網絡遠程控制撥號上網短信查詢數(shù)據轉發(fā)啟動遠程控制模塊短信查詢數(shù)據轉發(fā)啟動遠程控制模塊開場啟動轉發(fā)模塊開場啟動轉發(fā)模塊啟動短信查詢模塊啟動短信查詢模塊配置文件不存在，或者配置文件出錯配置文件不存在，或者配置文件出錯檢測數(shù)據檢測數(shù)據檢測空間啟動設備規(guī)約程序檢測空間啟動設備規(guī)約程序保存檢測數(shù)據保存檢測數(shù)據有有有有啟動數(shù)據處理模塊啟動數(shù)據處理模塊顯示檢測數(shù)據有無查詢數(shù)據查詢條件啟動設備規(guī)約程序啟動數(shù)據查詢模塊無無顯示檢測數(shù)據有無查詢數(shù)據查詢條件啟動設備規(guī)約程序啟動數(shù)據查詢模塊無無數(shù)據處理模塊流程圖設備規(guī)約流程圖數(shù)據轉發(fā)流程圖設備規(guī)約程序和數(shù)據處理主程序之間通訊使用生產者和消費者方式AI數(shù)據、DI數(shù)據反控結果數(shù)據反控數(shù)據2．4、人工處理過程人工處理的是根據現(xiàn)場要求的設備環(huán)境，進展配置信息設置。2．5、尚未解決的問題概要設計應該完成主要模塊設計和模塊處理流程設計，但是目前完成概要設計并不包括接口，這正是下一步需要進展討論的地方。首先課題組內部應該對整理架構有著統(tǒng)一的認識，然后相關實現(xiàn)的人員一起討論各自的接口，由雙〔多〕方共定義，由一方來實現(xiàn)。3、軟件操作說明3．1、登陸界面點擊按鈕，輸入相應的用戶名和密碼。驗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)采儀密碼驗證窗口3．2、主界面顯示出煙氣的重要檢測數(shù)據，以及功能按鈕。如圖：圖3-3C&M3000數(shù)采儀屏主界面3．3、站點信息設置點擊按鈕，進入站點信息設置界面。設置企業(yè)站點等相關信息。如圖：圖3-4C&M3000數(shù)采儀屏站點信息設置界面3．4、參數(shù)設置點擊“站點信息設置界面〞左下角的隱藏按鈕進入煙氣重要參數(shù)設置界面用于設置站點信息以及相關煙氣的參數(shù)。圖3-5C&M3000數(shù)采儀屏參數(shù)設置界面二級參數(shù)設置界面---點擊“參數(shù)設置界面〞左下角隱藏按鈕，進入煙氣二級重要參數(shù)設置界面。如圖：圖3-6C&M3000數(shù)采儀參數(shù)設置窗口3．5、用戶管理點擊進入用戶管理界面?？梢越ㄔO并設置不同用戶，及其權限的分配。圖3-7C&M3000數(shù)采儀用戶管理窗口3．7、設備反控點擊按鈕，進入設備反控窗口.控制煙氣檢測設備。圖3-9，3-10C&M3000數(shù)采儀反控窗口3．8、數(shù)據顯示點擊按鈕，進入數(shù)據顯示窗口,顯示當前的監(jiān)測數(shù)據值。圖3-11C&M3000數(shù)采儀數(shù)據顯示窗口歷史數(shù)據的查詢包裹：“實時曲線報表〞，“分鐘報表〞，“小時報表〞。點擊按鈕，進入煙氣檢測實時曲線報表。如圖：圖3-12C&M3000數(shù)采儀曲線窗口點擊按鈕，進入分鐘歷史數(shù)據報表。如圖：圖3-13C&M3000數(shù)采儀報表窗口點擊按鈕，進入小時歷史數(shù)據報表。如圖：圖3-144、接口設計4．1、用戶接口整個系統(tǒng)的設置都是通過預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。根據現(xiàn)場設備的情況進展配置。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，針對不同的設備書寫不同的設備規(guī)約。4．3、內部接口系統(tǒng)中各個模塊之間進展數(shù)據交互，都是通過共享內存來實現(xiàn)的。具體接口詳細設計會進展描述。5、運行設計5．1、運行模塊的組合說明對系統(tǒng)施加不同的外界運行控制時所引起的各種不同的運行模塊組合，說明每種運行所歷經的內部模塊和支持軟件。5．2、運行控制說