一種基于VxWorks的實時數據采集及網絡通訊系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及的是一種實時嵌入式系統，特別涉及的是一種基于VxWorks的實時數據采集及網絡通訊系統。
【背景技術】
[0002]所謂數據采集是指將外部物理模擬信號采集并且轉換成數字信號，再將數字信號發(fā)送至計算機或者其他設備中進行儲存，為后續(xù)數字信號的處理提供依據。在現代數據采集系統中，不僅要對目標信號進行采集、檢測和分析，還需要保證得到及時得到數據的準確性，以便對突發(fā)情況采取迅速、有效的措施。這就需要保證數據采集系統的實時性和穩(wěn)定性。
[0003]實時數據采集系統在各個領域都有著廣泛的應用。隨著計算機技術的發(fā)展，硬件功能的日益增強，使實時數據采集系統的性能有了質的突破。但與之相隨的問題就是采集到的數據怎樣才能正真地高速、實時、完整的傳輸。這對我們的驅動編寫，接口電路的設計以及操作系統的性能都提出了很高的要求，而且我相信這方面的挑戰(zhàn)和要求只會越來越聞。
[0004]為了滿足這些苛刻的要求，應對系統實時性越來越強的挑戰(zhàn)，提高系統響應的速度，核心的問題就是縮短軟件運行的時間。因此，操作平臺的選擇就變得至關重要。根據設計任務的特點自主選擇合適的操作系統，不但能夠提升硬件性能，還可以避免因為設計的新需求而整體提升硬件平臺造成的成本提高。
[0005]DOS系統和Windows系統是時下應用最多的操作系統，但由于系統本身實時性比較差，因此在多數高實時性的數據采集系統中往往不能滿足用戶的應用需求。VxWorks作為嵌入式操作系統的代表，其突出特點就是實時性強，它提供了優(yōu)先級搶占式和時間片輪轉調度等機制來快速響應外部要求；為了使中斷響應更加快速，其中斷服務程序有的上下文為獨立的；可裁剪的內核允許開發(fā)者根據實際應用的需要，靈活地分配稀少的系統資源；Vxfforks支持眾多的網絡協議，用戶可以根據自己的具體需要來優(yōu)化組合；組件的組合靈活繁多，使開發(fā)者在構建操作平臺時有更大的選擇空間。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明的目的是利用嵌入操作系統VxWorks解決各種物理并行性問題和邏輯并發(fā)性問題，提高系統的執(zhí)行速度和自身資源利用率，同時提高系統的實時性、穩(wěn)定性和可靠性，從而實現實時數據采集和網絡傳輸，達到實時監(jiān)控的效果。
[0007]一種基于VxWorks的實時數據采集及網絡通訊系統，其組成主要包括總線結構、寄存器、中斷設置、數據傳輸機制及設備內存，其特征在于為了保證系統的穩(wěn)定性和可移植性，需要開發(fā)驅動程序來使設備器件能夠進行相關功能操作。
[0008]所述的一種基于VxWorks的實時數據采集及網絡通訊系統，其特征是:驅動程序提供與目標機硬件連接的軟件接口，A/D數據采集卡的驅動程序用來實現板卡與目標機之間的通信。
[0009]所述的一種基于VxWorks的實時數據采集及網絡通訊系統，其特征是:數據采集程序是數據采集卡和計算機之間的溝通工具，板卡采集同步高速數字化的多路模擬信號。
[0010]本發(fā)明的目的是這樣實現的:
[0011]本發(fā)明是基于VxWorks平臺的P140G數據采集系統,開發(fā)了基于VxWorks下的A/D實時數據采集卡驅動程序和實時數據采集程序，以及基于UDP協議的網絡通訊程序，實現實時數據采集和網絡傳輸功能。為了保證系統的穩(wěn)定性和可移植性，需要開發(fā)驅動程序來使設備器件能夠進行相關功能操作。而采集卡的硬件性能指標會對驅動程序開發(fā)產生很大的影響，因此在開發(fā)驅動程序之前，首先要對硬件的設備特性一主要包括總線結構、寄存器、中斷設置、數據傳輸機制及設備內存等進行分析。
[0012]驅動程序提供與目標機硬件連接的軟件接口，A/D數據采集卡的驅動程序用來實現板卡與目標機之間的通信。P140G數據采集卡的驅動程序要完成的基本功能主要包括設備初始化，自動模式設置和啟動，自動讀數據，D/A轉換數據，采樣控制碼編輯以及中斷任務。
[0013]數據采集程序是數據采集卡和計算機之間的溝通工具，板卡采集同步高速數字化的多路模擬信號，P140G數據采集卡上有著較大的數據緩存區(qū)32K FIFO，便于高速數據實時寫入。實時數據采集程序基本函數主要包括初始化，模式設置，啟動采集，顯示數據等。具體步驟包括:1初始化P140G2模式設置3數據采集4P140G中的D/A測試部分5顯示數據。
[0014]本發(fā)明的優(yōu)點:
[0015]I高性能的wind微內核是VxWorks系統的核心部分，它具有高效的任務管理功能、任務之間切換時間短、中斷延遲小、網絡流量大的特點；
[0016]2VXWorkS本身是具有高度可靠性，另外整個系統設計保證了這一特性。為了提高系統軟件的可靠性和容錯性，支持冗余設計，VxWorks還提供了操作異常處理和分布式的消息隊列等機制，使得系統的可靠性更加得到了提高。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明的驅動程序主要模塊框圖；
[0018]圖2為驅動主要模塊的實現具體流程圖；
[0019]圖3為本發(fā)明的軟件流程圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖舉例對本發(fā)明做更詳細地描述:
[0021]一種基于VxWorks的實時數據采集及網絡通訊系統，其組成主要包括總線結構、寄存器、中斷設置、數據傳輸機制及設備內存，其特征在于為了保證系統的穩(wěn)定性和可移植性，需要開發(fā)驅動程序來使設備器件能夠進行相關功能操作。
[0022]上述的驅動程序提供與目標機硬件連接的軟件接口，A/D數據采集卡的驅動程序用來實現板卡與目標機之間的通信。
[0023]上述的數據采集程序是數據采集卡和計算機之間的溝通工具，板卡采集同步高速數字化的多路模擬信號。
[0024]結合圖1，圖1為本發(fā)明的驅動程序主要模塊框圖。為了保證系統的穩(wěn)定性和可移植性，需要開發(fā)驅動程序來使設備器件能夠進行相關功能操作。而采集卡的硬件性能指標會對驅動程序開發(fā)產生很大的影響，因此在開發(fā)驅動程序之前，首先要對硬件的設備特性——主要包括總線結構、寄存器、中斷設置、數據傳輸機制及設備內存等進行分析。
[0025]結合圖2，圖2為驅動主要模塊的實現具體流程圖。驅動程序提供與目標機硬件連接的軟件接口，A/D數據采集卡的驅動程序用來實現板卡與目標機之間的通信。P140G數據采集卡的驅動程序要完成的基本功能主要包括設備初始化，自動模式設置和啟動，自動讀數據，D/A轉換數據，采樣控制碼編輯以及中斷任務。驅動主要模塊的實現步驟如下:1設備的初始化在P140G使用之前，需要進行初始化，使之連接到需要訪問的設備上。2自動模式設置函數3自動模式啟動函數4自動模式下讀轉換結果5自動模式重新啟動6自動停止AD轉換7DA轉換設置函數8DA轉換寫數據9本板自測試10定時中斷服務程序IlAD采樣控制碼設置12AD采樣控制碼編輯
[0026]結合圖3，圖3為本發(fā)明的軟件流程圖。數據采集程序是數據采集卡和計算機之間的溝通工具，板卡采集同步高速數字化的多路模擬信號，P140G數據采集卡上有著較大的數據緩存區(qū)32K FIFO，便于高速數據實時寫入。實時數據采集程序基本函數主要包括初始化，模式設置，啟動采集，顯示數據等。具體步驟包括:1初始化P140G2模式設置3數據采集4P140G中的D/A測試部分5顯示數據。
【主權項】
1.一種基于VxWorks的實時數據采集及網絡通訊系統，其組成主要包括總線結構、寄存器、中斷設置、數據傳輸機制及設備內存，其特征在于為了保證系統的穩(wěn)定性和可移植性，需要開發(fā)驅動程序來使設備器件能夠進行相關功能操作。
2.根據權利要求1所述的一種基于VxWorks的實時數據采集及網絡通訊系統，其特征是:驅動程序提供與目標機硬件連接的軟件接口，A/D數據采集卡的驅動程序用來實現板卡與目標機之間的通信。
3.根據權利要求1所述的一種基于VxWorks的實時數據采集及網絡通訊系統，其特征是:數據采集程序是數據采集卡和計算機之間的溝通工具，板卡采集同步高速數字化的多路模擬信號。
【專利摘要】一種基于VxWorks的實時數據采集及網絡通訊系統，利用嵌入操作系統VxWorks解決各種物理并行性問題和邏輯并發(fā)性問題，提高系統的執(zhí)行速度和自身資源利用率，同時提高系統的實時性、穩(wěn)定性和可靠性，從而實現實時數據采集和網絡傳輸，達到實時監(jiān)控的效果?；赩xWorks平臺的P140G數據采集系統，開發(fā)了基于VxWorks下的A/D實時數據采集卡驅動程序和實時數據采集程序，以及基于UDP協議的網絡通訊程序，實現實時數據采集和網絡傳輸功能。驅動程序提供與目標機硬件連接的軟件接口，A/D數據采集卡的驅動程序用來實現板卡與目標機之間的通信。P140G數據采集卡的驅動程序要完成的基本功能主要包括設備初始化，自動模式設置和啟動，自動讀數據，D/A轉換數據，采樣控制碼編輯以及中斷任務。
【IPC分類】G06F9-445
【公開號】CN104657167
【申請?zhí)枴緾N201310601048
【發(fā)明人】孫艷波, 程美新
【申請人】哈爾濱功成科技創(chuàng)業(yè)投資有限公司
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2013年11月25日