3000數(shù)采儀軟件設(shè)計說明書

...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＿＿更改控制頁序號版本號更改時間更改內(nèi)容描述填寫人010.12009-01創(chuàng)立文檔李巖020.22009對相關(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)，初步對軟件構(gòu)造做出了總體設(shè)計，以此作為詳細(xì)設(shè)計的依據(jù)。本文檔的使用者為戈頓三希科技〔南京〕數(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&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)計制造商OEM〔OriginalEquipmentManufacturer〕： 原始設(shè)備制造商Flash〔硬件中的〕： 閃速存儲器DTU數(shù)據(jù)傳輸單元設(shè)備CDMAGPRS2、總體設(shè)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(shè)備輸出口獲取其工作狀態(tài)，如運行、采樣、測量、留樣、校準(zhǔn)、報警、啟動、停頓、清洗、藥劑添加、遠(yuǎn)程對時、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)采儀作為一個嵌入式計算機(jī)系統(tǒng)，需具有可編程功能，可支持與任意監(jiān)測設(shè)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(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〕測量設(shè)備狀態(tài)；〔4〕8路開關(guān)量輸出〔繼電器接點輸出〕，用于設(shè)備控制；〔5〕一個100M網(wǎng)絡(luò)口用于連接以太網(wǎng)；〔6〕2個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：定時傳輸：按設(shè)定的時間間隔自動向監(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)測儀器新分析結(jié)果后，自動向監(jiān)控中心發(fā)送數(shù)據(jù)。2．1．7、數(shù)據(jù)存儲要求C&M3000型數(shù)采儀需采用大容量存儲器設(shè)計，具有內(nèi)存和FLASH閃存兩種存儲設(shè)備，可存儲不少于12個月的歷史監(jiān)測數(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(jù)預(yù)定程序自動計算監(jiān)測數(shù)據(jù)的小時均值、日均值、最大值、最小值等、各種復(fù)雜的運算、統(tǒng)計和分析功能,能對所存儲數(shù)據(jù)進(jìn)展分析、統(tǒng)計和檢索，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)的指令從而對所連接的自動監(jiān)測設(shè)備實現(xiàn)遠(yuǎn)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(shè)備的報警信息傳至監(jiān)控中心，如：供電電源斷電、設(shè)備斷電、設(shè)備停運、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(shè)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(shè)計，有單獨的地層和電源層；采用主板和不同功能擴(kuò)展模塊壓縮到一個主模塊上的構(gòu)造，構(gòu)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(chǎn)品硬件采用嵌入式元器件全固化設(shè)計，沒有風(fēng)扇、硬盤等轉(zhuǎn)動設(shè)備，大大提高了產(chǎn)品的可靠性，降低了設(shè)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(jī)制，能夠設(shè)置三級系統(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(dá)工業(yè)級應(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小時以上。2．1．17、內(nèi)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(yuǎn)程時鐘調(diào)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(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介備注操作系統(tǒng)Wince用于ARM平臺2．3、基本設(shè)計概念和處理流程2．3．1系統(tǒng)應(yīng)用示意圖2．3．2系統(tǒng)模塊示意圖整個系統(tǒng)共分為7個局部數(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數(shù)據(jù)〕〔I/OData〕設(shè)備規(guī)約模塊(同一個系統(tǒng)中可能同時存在多個設(shè)備規(guī)約模塊)(DeviceMod)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模塊(同一個系統(tǒng)中可能同時存在多個數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)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(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)啟動過程示意圖啟動系統(tǒng)啟動系統(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〔箭頭方向為數(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實時數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)處理模塊AI實時數(shù)據(jù)AI實時數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)處理模塊AI實時數(shù)據(jù)報警歷史數(shù)據(jù)實時數(shù)據(jù)文件分鐘歷史數(shù)據(jù)文件報警歷史數(shù)據(jù)實時數(shù)據(jù)文件分鐘歷史數(shù)據(jù)文件小時歷史數(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小時平均數(shù)據(jù)AI小時平均數(shù)據(jù)AI小時平均數(shù)據(jù)AI小時平均數(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)模塊啟動數(shù)據(jù)查詢程序數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模塊啟動數(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)模塊反控數(shù)據(jù)通道監(jiān)控平臺反控數(shù)據(jù)通道監(jiān)控平臺外部污染源檢測監(jiān)控設(shè)備外部污染源檢測監(jiān)控設(shè)備WEB查詢反控數(shù)據(jù)結(jié)果WEB查詢反控數(shù)據(jù)結(jié)果(3)數(shù)據(jù)文件數(shù)采儀上存儲四種數(shù)據(jù)，實時數(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〕，小時平均數(shù)據(jù)〔由設(shè)備算出〕，DI數(shù)據(jù)〔包括報警信息，開關(guān)量信息，狀態(tài)變化信息〕實時數(shù)據(jù)、分鐘平均數(shù)據(jù)、小時平均數(shù)據(jù)都為AI數(shù)據(jù)〔所測試值〕AI數(shù)據(jù)文件存儲格式如下數(shù)據(jù)包個數(shù)(2Byte)數(shù)據(jù)包個數(shù)(2Byte)數(shù)據(jù)包長度(2Byte)所存儲數(shù)據(jù)的最早時間(4Byte)所存儲數(shù)據(jù)的最晚時間(4Byte)數(shù)據(jù)包中數(shù)據(jù)的個數(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存儲數(shù)據(jù)包格式時間(4Byte)時間(4Byte)數(shù)據(jù)1數(shù)據(jù)2發(fā)送標(biāo)志數(shù)據(jù)n........時間：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)包格式時間〔4Byte〕時間〔4Byte〕PID〔2Byte〕數(shù)據(jù)〔4Byte〕時間：4BytePid：2Byte數(shù)據(jù)：4Byte控模塊流程圖模塊超時殺死進(jìn)程檢測超時模塊進(jìn)程存在情況檢查各個模塊上報狀態(tài)存在No從新啟動進(jìn)程NoNo加載成功加載系統(tǒng)模塊超時殺死進(jìn)程檢測超時模塊進(jìn)程存在情況檢查各個模塊上報狀態(tài)存在No從新啟動進(jìn)程NoNo加載成功加載系統(tǒng)這種情況是非正常情況，程序設(shè)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(shè)計好的話，是不會出現(xiàn)這種情況的。YesYesYes啟動設(shè)備規(guī)約程序YesYesYes啟動設(shè)備規(guī)約程序加載成功檢測網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)YesYesNo啟動設(shè)備規(guī)約程序NoYes建設(shè)連接有無網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制撥號上網(wǎng)加載成功檢測網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)YesYesNo啟動設(shè)備規(guī)約程序NoYes建設(shè)連接有無網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制撥號上網(wǎng)短信查詢數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)啟動遠(yuǎn)程控制模塊短信查詢數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)啟動遠(yuǎn)程控制模塊開場啟動轉(zhuǎn)發(fā)模塊開場啟動轉(zhuǎn)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(jù)檢測數(shù)據(jù)檢測空間啟動設(shè)備規(guī)約程序檢測空間啟動設(shè)備規(guī)約程序保存檢測數(shù)據(jù)保存檢測數(shù)據(jù)有有有有啟動數(shù)據(jù)處理模塊啟動數(shù)據(jù)處理模塊顯示檢測數(shù)據(jù)有無查詢數(shù)據(jù)查詢條件啟動設(shè)備規(guī)約程序啟動數(shù)據(jù)查詢模塊無無顯示檢測數(shù)據(jù)有無查詢數(shù)據(jù)查詢條件啟動設(shè)備規(guī)約程序啟動數(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)者和消費者方式AI數(shù)據(jù)、DI數(shù)據(jù)反控結(jié)果數(shù)據(jù)反控數(shù)據(jù)2．4、人工處理過程人工處理的是根據(jù)現(xiàn)場要求的設(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)計應(yīng)該完成主要模塊設(shè)計和模塊處理流程設(shè)計，但是目前完成概要設(shè)計并不包括接口，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)該對整理架構(gòu)有著統(tǒng)一的認(rèn)識，然后相關(guān)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(yīng)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(jù)，以及功能按鈕。如圖：圖3-3C&M3000數(shù)采儀屏主界面3．3、站點信息設(shè)置點擊按鈕，進(jìn)入站點信息設(shè)置界面。設(shè)置企業(yè)站點等相關(guān)信息。如圖：圖3-4C&M3000數(shù)采儀屏站點信息設(shè)置界面3．4、參數(shù)設(shè)置點擊“站點信息設(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)置界面二級參數(shù)設(shè)置界面---點擊“參數(shù)設(shè)置界面〞左下角隱藏按鈕，進(jìn)入煙氣二級重要參數(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、用戶管理點擊進(jìn)入用戶管理界面?？梢越ㄔO(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)備反控點擊按鈕，進(jìn)入設(shè)備反控窗口.控制煙氣檢測設(shè)備。圖3-9，3-10C&M3000數(shù)采儀反控窗口3．8、數(shù)據(jù)顯示點擊按鈕，進(jìn)入數(shù)據(jù)顯示窗口,顯示當(dāng)前的監(jiān)測數(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：“實時曲線報表〞，“分鐘報表〞，“小時報表〞。點擊按鈕，進(jìn)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(jìn)入分鐘歷史數(shù)據(jù)報表。如圖：圖3-13C&M3000數(shù)采儀報表窗口點擊按鈕，進(jìn)入小時歷史數(shù)據(jù)報表。如圖：圖3-144、接口設(shè)計4．1、用戶接口整個系統(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)中各個模塊之間進(jìn)展數(shù)據(jù)交互，都是通過共享內(nèi)存來實現(xiàn)的。具體接口詳細(xì)設(shè)計會進(jìn)展描述。5、運行設(shè)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(jīng)的內(nèi)部模塊和支持軟件。5．2、運行控制說