本發(fā)明屬于一種工業(yè)使用的現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)，具體涉及一種基于can總線和opc技術(shù)的數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)及采集監(jiān)控方法。

背景技術(shù)：

工業(yè)現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集監(jiān)控一般采用成熟的工控組態(tài)軟件，例如wincc（視窗控制中心）與plc相結(jié)合的方式，這種架構(gòu)使用內(nèi)部通訊協(xié)議進(jìn)行通信，成本較高（購買軟件授權(quán)），且有一定的局限性，例如應(yīng)用廣泛的can通訊協(xié)議并不能和購置的工控軟件直接進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，常用的解決辦法是采用opc（oleforprocesscontrol）方式，二者數(shù)據(jù)格式不同，需要在數(shù)據(jù)采集端與工控組態(tài)軟件之間搭建一座數(shù)據(jù)的橋梁。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)而提出的。其目的是提供一種基于can總線和opc技術(shù)的數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)及采集監(jiān)控方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種基于can總線和opc技術(shù)的數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)，包括上位機(jī)，與上位機(jī)通過網(wǎng)線連接的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換設(shè)備，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換設(shè)備通過can通信線與多臺(tái)檢測裝置相連，檢測裝置與對應(yīng)待測設(shè)備連接。

所述上位機(jī)為工業(yè)計(jì)算機(jī)或工業(yè)控制機(jī)。

所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換設(shè)備采用canet-2e-u實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)can2.0b格式數(shù)據(jù)與tcp格式數(shù)據(jù)間的轉(zhuǎn)化。

所述檢測裝置采用can2.0b通訊格式的測量裝置，能夠設(shè)置在can通訊網(wǎng)絡(luò)中的地址，實(shí)現(xiàn)對待測設(shè)備的參數(shù)檢測，將數(shù)據(jù)按can2.0b格式進(jìn)行打包發(fā)送，同時(shí)接收并解析can2.0b格式的指令數(shù)據(jù)。

一種基于can總線和opc技術(shù)的數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集監(jiān)控方法，包括以下步驟：

（ⅰ）上位機(jī)接收幀的數(shù)據(jù)處理

（?。╅_始；

（ⅱ）接收到tcp包；

（ⅲ）將一個(gè)tcp包里的50個(gè)can幀進(jìn)行分幀；

（ⅳ）判斷是否已將50幀數(shù)據(jù)處理完畢，是的話進(jìn)入步驟（ⅷ），否的話進(jìn)入步驟（ⅴ）；

（ⅴ）開始對1幀數(shù)據(jù)進(jìn)行解析；

（ⅵ）按照can幀里包含的id號，判斷是否為所需數(shù)據(jù)，若判斷不是所需數(shù)據(jù)則返回步驟（ⅳ），重新分析下一幀can幀；若判斷為所需數(shù)據(jù)，則開始進(jìn)行數(shù)據(jù)處理進(jìn)入步驟（ⅶ）；

（ⅶ）根據(jù)待測設(shè)備所需測量的參數(shù)，將獲取的數(shù)據(jù)按照各參數(shù)進(jìn)行存儲(chǔ)，保存在相應(yīng)變量中，處理完該幀數(shù)據(jù)后返回步驟（ⅳ）；

（ⅷ）接收幀的數(shù)據(jù)處理結(jié)束；

（ⅱ）上位機(jī)接收幀的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換

（ⅸ）開始；

（ⅹ）獲取處理過的數(shù)據(jù)變量；

（xi）判斷數(shù)據(jù)是否為測量設(shè)備參數(shù)a所需要的數(shù)據(jù)，若符合則需要將該數(shù)據(jù)存儲(chǔ)至符合opc數(shù)據(jù)格式的參數(shù)a變量中，通過該變量傳遞給以生成參數(shù)a的opc項(xiàng)，傳遞成功后進(jìn)入步驟（xii）；若不符合，繼續(xù)判斷是否符合測量設(shè)備參數(shù)b所需要的數(shù)據(jù)，依次判斷下去，如果該數(shù)據(jù)不屬于任何參數(shù)時(shí)進(jìn)入步驟（xii）；

（xii）接收幀的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換結(jié)束；

（ⅲ）對檢測裝置進(jìn)行調(diào)試

（xiii）開始；

（xiv）注冊opc；

（xv）查詢檢測裝置基本信息，獲取檢測裝置的id及其配置信息，以便進(jìn)行通訊；

（xvi）根據(jù)查詢到的檢測裝置信息進(jìn)行軟件測試設(shè)置；

（xvii）按照所需要求進(jìn)行通信功能測試，包括功能需求測試、誤碼率、丟幀率、裝置運(yùn)行穩(wěn)定性和測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性測試；

（xviii）檢測裝置調(diào)試結(jié)束；

（ⅳ）檢測裝置運(yùn)行

（xix）開始；

（xx）注冊opc；

（xxi）設(shè)置需通信的檢測裝置的id號；

（xxii）設(shè)置需與檢測裝置進(jìn)行查詢數(shù)據(jù)的命令；

（xxiii）設(shè)置查詢數(shù)據(jù)的時(shí)間間隔；

（xxiv）運(yùn)行軟件，軟件按設(shè)定時(shí)間間隔對檢測裝置發(fā)送查詢指令，并接收相應(yīng)裝置返回的數(shù)據(jù)，軟件再對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理；

（xxv）運(yùn)行結(jié)束。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明提供了一種適于工業(yè)使用的現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)采集監(jiān)控軟件與檢測裝置間指令與數(shù)據(jù)的傳輸，利用檢測裝置獲取需監(jiān)測的設(shè)備參數(shù)并通過opc方式將數(shù)據(jù)（即檢測結(jié)果）同其它客戶端間進(jìn)行數(shù)據(jù)的分享。

本發(fā)明的檢測裝置層面采用can通訊網(wǎng)絡(luò)，可方便實(shí)現(xiàn)檢測裝置數(shù)量的擴(kuò)展或裁減，具有很強(qiáng)的通用性；檢測裝置與上位機(jī)軟件間采用can2.0b數(shù)據(jù)格式和tcp數(shù)據(jù)格式，既能夠保證可擴(kuò)展性又能夠保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性和可靠性；上位軟件將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成opc標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式上傳至opc服務(wù)器，便于與其它客戶端進(jìn)行數(shù)據(jù)分享；軟件運(yùn)行分為兩種模式，既能夠?qū)崿F(xiàn)對檢測裝置長期運(yùn)行的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控，又能夠?qū)崿F(xiàn)對檢測裝置的檢驗(yàn)測試及在線故障判斷、更換。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的硬件連接示意圖；

圖2是本發(fā)明接收幀的數(shù)據(jù)處理流程圖；

圖3是本發(fā)明接收幀的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換流程圖；

圖4是本發(fā)明調(diào)試模式流程圖；

圖5是本發(fā)明運(yùn)行模式流程圖。

其中：

1上位機(jī)2數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換設(shè)備，

3檢測裝置4待測設(shè)備。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合說明書附圖及實(shí)施例對本發(fā)明基于can總線和opc技術(shù)的數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)及數(shù)據(jù)采集監(jiān)控方法進(jìn)行詳細(xì)說明：

如圖1所示，一種基于can總線和opc技術(shù)的數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)，包括上位機(jī)1，與上位機(jī)1通過網(wǎng)線連接的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換設(shè)備2，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換設(shè)備2通過can通信線與多臺(tái)檢測裝置3相連，檢測裝置3與對應(yīng)待測設(shè)備4連接。

所述上位機(jī)1為工業(yè)計(jì)算機(jī)或工業(yè)控制機(jī)。

所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換設(shè)備2采用canet-2e-u實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)can2.0b格式數(shù)據(jù)與tcp格式數(shù)據(jù)間的轉(zhuǎn)化。

所述檢測裝置3采用can2.0b通訊格式的測量裝置，能夠設(shè)置在can通訊網(wǎng)絡(luò)中的地址，實(shí)現(xiàn)對待測設(shè)備的參數(shù)檢測，將數(shù)據(jù)按can2.0b格式進(jìn)行打包發(fā)送，同時(shí)接收并解析can2.0b格式的指令數(shù)據(jù)。

本發(fā)明的數(shù)據(jù)采集流程：

檢測裝置3用來測量待測設(shè)備4的相關(guān)參數(shù)，獲取到的數(shù)據(jù)以can通信協(xié)議的方式同數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換設(shè)備2進(jìn)行通信，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換設(shè)備2將獲取到的can幀打包為tcp數(shù)據(jù)包，通過ethernet以tcp數(shù)據(jù)包模式上傳至上位機(jī)1，上位機(jī)1將收到的tcp數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)換成符合opc標(biāo)準(zhǔn)的封轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)格式并上傳至opc服務(wù)器，以供其他客戶端進(jìn)行數(shù)據(jù)分享。

一種基于can總線和opc技術(shù)的數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集監(jiān)控方法，包括以下步驟：

（?。┥衔粰C(jī)軟件接收幀的數(shù)據(jù)處理，流程如圖2所示：

（?。╅_始（s1）；

（ⅱ）接收到tcp包（s2）；

（ⅲ）將一個(gè)tcp包里的50個(gè)can幀進(jìn)行分幀（s3）；

（ⅳ）判斷是否已將50幀數(shù)據(jù)處理完畢，是的話進(jìn)入步驟（ⅷ），否的話進(jìn)入步驟（ⅴ）（s4）；

（ⅴ）開始對1幀數(shù)據(jù)進(jìn)行解析（s5）；

（ⅵ）按照can幀里包含的id號，判斷是否為所需數(shù)據(jù)，若判斷不是所需數(shù)據(jù)則返回步驟（ⅳ），重新分析下一幀can幀；若判斷為所需數(shù)據(jù)，則開始進(jìn)行數(shù)據(jù)處理進(jìn)入步驟（ⅶ）（s6）；

（ⅶ）根據(jù)待測設(shè)備所需測量的參數(shù)，將獲取的數(shù)據(jù)按照各參數(shù)進(jìn)行存儲(chǔ)，保存在相應(yīng)變量中，處理完該幀數(shù)據(jù)后返回步驟（ⅳ）（s7）；

（ⅷ）接收幀的數(shù)據(jù)處理結(jié)束（s8）；

由步驟（?。┨幚泶鎯?chǔ)后的數(shù)據(jù)格式不符合標(biāo)準(zhǔn)opc封裝的數(shù)據(jù)格式，因此需要進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。

（ⅱ）上位機(jī)接收幀的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，流程如圖3所示：

（ⅸ）開始（s9）；

（ⅹ）獲取處理過的數(shù)據(jù)變量（s10）；

（xi）判斷數(shù)據(jù)是否為測量設(shè)備參數(shù)a所需要的數(shù)據(jù)，若符合則需要將該數(shù)據(jù)存儲(chǔ)至符合opc數(shù)據(jù)格式的參數(shù)a變量中，通過該變量傳遞給以生成參數(shù)a的opc項(xiàng)，傳遞成功后進(jìn)入步驟（xii）；若不符合，繼續(xù)判斷是否符合測量設(shè)備參數(shù)b所需要的數(shù)據(jù)，依次判斷下去，如果該數(shù)據(jù)不屬于任何參數(shù)時(shí)進(jìn)入步驟（xii）（s11）；

（xii）接收幀的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換結(jié)束（s12）；

檢測裝置運(yùn)行前。需要按照如圖4所示的流程對軟件進(jìn)行調(diào)試，即軟件調(diào)試模式；在該模式下可對檢測裝置進(jìn)行線下通訊檢驗(yàn)和考核、在線的故障判斷及更換，具體步驟如下：

（ⅲ）對檢測裝置進(jìn)行調(diào)試，流程如圖4所示：

（xiii）開始（s13）；

（xiv）注冊opc（s14）；

（xv）查詢檢測裝置基本信息，獲取檢測裝置的id及其配置信息，以便進(jìn)行通訊（s15）；

（xvi）根據(jù)查詢到的檢測裝置信息進(jìn)行軟件測試設(shè)置（s16）；

（xvii）按照所需要求進(jìn)行通信功能測試，包括功能需求測試、誤碼率、丟幀率、裝置運(yùn)行穩(wěn)定性和測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性測試（s17）；

（xviii）檢測裝置調(diào)試結(jié)束（s18）；

如圖5所示為軟件運(yùn)行模式的流程圖，在該模式下可長時(shí)間與檢測裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，并將數(shù)據(jù)分享給其他客戶端，具體步驟如下：

（ⅳ）檢測裝置運(yùn)行，流程如圖5所示：

（xix）開始（s19）；

（xx）注冊opc（s20）；

（xxi）設(shè)置需通信的檢測裝置的id號（s21）；

（xxii）設(shè)置需與檢測裝置進(jìn)行查詢數(shù)據(jù)的命令（s22）；

（xxiii）設(shè)置查詢數(shù)據(jù)的時(shí)間間隔（s23）；

（xxiv）運(yùn)行軟件，軟件按設(shè)定時(shí)間間隔對檢測裝置發(fā)送查詢指令，并接收相應(yīng)裝置返回的數(shù)據(jù)，軟件再對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理（s24）；

（xxv）運(yùn)行結(jié)束（s25）。

本發(fā)明提供了一種適于工業(yè)使用的現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)采集監(jiān)控軟件與檢測裝置間指令與數(shù)據(jù)的傳輸，利用檢測裝置獲取需監(jiān)測的設(shè)備參數(shù)并通過opc方式將數(shù)據(jù)（即檢測結(jié)果）同其它客戶端間進(jìn)行數(shù)據(jù)的分享。

本發(fā)明的檢測裝置層面采用can通訊網(wǎng)絡(luò)，可方便實(shí)現(xiàn)檢測裝置數(shù)量的擴(kuò)展或裁減，具有很強(qiáng)的通用性；檢測裝置具體結(jié)構(gòu)詳見專利號為201720314540.6專利；檢測裝置與上位機(jī)軟件間采用can2.0b數(shù)據(jù)格式和tcp數(shù)據(jù)格式，既能夠保證可擴(kuò)展性又能夠保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性和可靠性；上位軟件將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成opc標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式上傳至opc服務(wù)器，便于與其它客戶端進(jìn)行數(shù)據(jù)分享；軟件運(yùn)行分為兩種模式，既能夠?qū)崿F(xiàn)對檢測裝置長期運(yùn)行的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控，又能夠?qū)崿F(xiàn)對檢測裝置的檢驗(yàn)測試及在線故障判斷、更換。