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第1篇

關鍵詞：視頻檢測PCI總線PPP協議

引言

隨著計算機視覺技術以及圖像處理技術的不斷發展，計算機視覺和視頻檢測技術已經廣泛應用于工業控制、智能交通、設備制造等很多領域。傳統的視頻檢測往往采用工控機作為其視頻處理器來實現其功能。這種方法往往由于工控機處理速度的問題，無法實現對各個不同方向同時進行視頻檢測，而且由于視頻檢測處理過程需要占用大量的處理時間，因而無法實現實時的遠程控制功能。

目前在遠程控制和通信方面，基于DOS和Windows操作系統的通信平臺得到普遍的引用，但是DOS操作系統作為單任務操作系統，無法實現多任務功能和實時處理的要求；而Windows操作系統作為視窗操作系統，其系統的穩定性和實時性也無法與實時多任務嵌入式操作相比擬。

本文提出一種以DSP作為視頻檢測處理芯片，以Linux為操作系統的嵌入式系統設計方法。

1系統結構

本系統的開發主要包括視頻檢測卡和x86通信平臺的設計2個部分。視頻檢測卡主要包括模擬圖像采集、轉換、DSP視頻檢測3個部分，每塊交換參數檢測卡擴充PCI總線接口，插在通信開發平臺的PCI總線插口上，通過PCI總線同通信平臺交換數據。通信平臺處理多塊交通參數檢測卡的通信問題，將視頻檢測卡通過PCI總線傳送過來的視頻檢測數據實時通過網絡傳送給控制中心。系統的功能方框圖如圖1所示。

根據系統設計要求，視頻檢測卡功能主要分為：模擬圖像采集、模擬圖像A/D轉換、數據緩存以及DSP視頻檢測5個部分。視頻檢測卡流程如圖2所示。

本系統采用Philips公司的SAA7111A來實現模擬圖像A/D轉換。該芯片可實現多路選通、鎖相與時序、時鐘產生與測試、ADC、亮色分離等功能。其輸出可以具有如下格式：YUV4：1：1（12bit）、YUV4：2：2（16bit）、YUV4：2：2(CCIR-656)（8bit）等。由于DSP處理芯片和SA7111A的時序不同，可以通過CPLD進行邏輯控制FIFO來完成數據緩存的功能。

DSP是實時信號處理的核心。本系統采用TI公司DSP芯片——TMS320C6211。該芯片屬C6000的定點系列，C6211在這個系列中是性價比最高的一種。C6211處理器由3個主要部分組成：CPU內核、存儲器和外設。集成外設包括EDMA控制器、外存儲器接口（EMIF）、主機口（HPI）、多通道緩沖接口（McBSP）、定時器、中斷選擇子、JTAG接口、PowerDown邏輯以及PLL時鐘發生器。通過EMIF接口擴充SDRAM，而PCI總線控制芯片的擴展通過HPI接口。

PCI總線的接口芯片PCI9050，主要包括PCI總線信號接口和本地總線（LOCALBUS）信號。在硬件設計時，只需將本地總線信號的接口通過電平轉換連接到DSP的HPI接口，同時擴展PCI接口就可以完成其硬件電路設計。

2通信開發平臺的嵌入式系統設計

通信開發平臺以x86為核心器件，擴充PCI總線，通過Modem撥號，實現x86與Internet的連接。

2.1PCI總線設備驅動

PCI設備有3種物理空間：配置空間、存儲器空間和I/O空間。配置空間是長度為256字節的一段連接空間，空間的定義如圖3所示。在配置空間中只讀空間有設備標識、供應商代碼、修改版本、分類代碼以及頭標類型。其中供應商代碼用來標識設備供應商的代碼；設備標識用來標識某一特殊的設備；修改版本標識設備的版本號；分類代碼用來標識設備的種類；頭標類型用來標識頭類型以及是否為多功能設備。除供應商代碼之外，其它字段的值由供應商分配。

命令字段寄存器用來提供設備響應的控制命令字；狀態字段用來記錄PCI總線相關事件（詳細的命令控制和狀態讀取方法見參考文獻4）。

基地址寄存器最重要的功能是分配PCI設備的系統地址空間。在基地址寄存器中，bit0用來標識是存儲器空間還是I/O地址空間。基地址寄存器映射到存儲器空間時bit0為“0”，映射到I/O地址空間時bit0為“1”。基地址空間中其它一些內容用來表示PCI設備地址空間映射到系統空間的起始物理地址。地址空間大小通過向基地址寄存器寫全“1”，然后讀取其基地址的值來得到。

PCI設備的驅動過程主要包括下面幾個步驟。

首先，PCI設備的查找。在嵌入式操作系統中一般提供相應的API函數，在Linux操作系統中通過函數pcibios_find_device(PCI_VENDOR_ID,PCI_DEVICE,index,&bus,&devfn)可以找到供應商代碼為PCI-ID，設備標識為PCI-DEVICE的第n(index+1)個設備，并且返回總線號和功能號，分別保存于bus和devfn中。

第2步，PCI設備的配置。通過操作系統提供的API函數訪問PCI設備的配置空間，配置PCI設備基址寄存器的配置、中斷配置、ROM基地址寄存器的配置等，這樣可以得到PCI的存儲器空間和I/O地址空閑映射，設備的中斷號等。在Linux操作系統中，訪問PCI設備配置空間的API函數有pcibios_write_config_byte、pcibios_read_config_byte等，它們分別完成對PCI設備配置空間的讀寫操作。

第3步，根據PCI設備的配置參數，對不同的設備編寫初始化程序、中斷服務程序以及對PCI設備存儲空間的訪問程序。

2.2遠程控制與通信鏈路的建立

與Internet連接的數據鏈路方式主要有Ethernet方式和串行通信方式。Ethernet連接方式是一種局域網的連接方式，廣泛應用于本地計算機的連接。通過Modem進行撥號連接的串行通信方式，可以實現遠距離的數據通信，下面詳細介紹串行通信接口協議方式。

串行通信協議有SLIP、CSLIP以及PPP通信協議。SLIP和CSLIP提供一種簡單的通過串行通信實現IP數據報封裝方式，通過RS232串行接口和調試解調器接入Internet。但是這種簡單的連接方式有很多缺陷，如每一端無法知道對方IP地址；數據幀中沒有類型字段，也就是1條串行線路用于SLIP就不能同時使用其它協議；SLIP沒有在數據幀中加上檢驗和，當SLIP傳輸的報文被線路噪聲影響發生錯誤時，無法在數據鏈路層檢測出來，只能通過上層協議發現。

PPP（PointtoPointProtocal，點對點協議）修改了SLIP協議中的缺陷。PPP中包含3個部分：在串行鏈路上封裝IP數據報的方法；建立、配置及測試數據鏈路的鏈路控制協議（LCP）；不同網絡層協議的網絡控制協議（NCP）。PPP相對于SLIP來說具有很多優勢；支持循環冗余檢測、支持通信雙方進行IP地址動態協商、對TCP和IP報文進行壓縮、認證協議支持（CHAP和PAP）等。圖4為PPP數據幀的格式。

PPP的實現可以通過2個后臺任務來完成。協議控制任務和寫任務。協議控制任務控制各種PPP的控制協議，包括LCP、NCP、CHAP和PAP。它用來處理連接的建立、連接方式的協商、連接用戶的認證以及連接中止。寫任務用來控制PPP設備的數據發送。數據報的發送過程，就是通過寫任務往串行接口設備寫數據的過程，當有數據報準備就緒，PPP驅動通過信號燈激活寫任務，使之完成對串行接口設備的數據發送過程。PPP接收端程序通過在串行通信設備驅動中加入“hook”程序來實現。在串行通信設備接收到1個數據之后，中行設備的中斷服務程序（ISR）調用PPP的ISR。當1個正確的PPP數據幀接收之后，PPP的ISR通過調度程序調用PPP輸入程序，然后PPP輸入程序從串行設備的數據緩存中將整個PPP數據幀讀出，根據PPP的數據幀規則進行處理，也就是分別放入IP輸入隊列或者協議控制任務的輸入隊列。

PPP現在已經廣泛為各種ISP（InternetSeverProvider）接受，而Linux操作系統下完全支持PPP協議。在Linux下網絡配置過程中，通過1個Modem建立與ISP的物理上的連接，然后在控制面板（ControlPanel）里面選擇NetowrksConfiguration。在接口（Interface）里面加入PPP設備，填入ISP電話號碼、用戶以及密碼，同時將本地IP和遠端IP設置為0.0.0.0，修改/ETC/PPP/OPTION，加上DEFAULTROUE，由ISP提供缺省路由，這樣就完成了設備的PPP數據鏈路設置過程，可以通過Internet實現遠程控制。

結束語

該設計方法已成功應用于智能交換系統的交通參數檢測系統中。在該系統中，采用4塊DSP視頻檢測卡實現4個不同路面區域的交通參數檢測，同時采用Linux作為通信平臺的操作系統；通過PPP協議建立與監控中心的連接，實現監控中心對各個視頻檢測卡的遠程控制。

第2篇

關鍵詞：遠程控制雙音頻解碼計算機控制網絡通訊

1多網絡智能遠程控制系統

遙控技術是通過一定的手段對被控物體實施一定距離控制的一種技術，常用的方式有無線電遙控、有線遙控、紅外線和超聲波遙控等。

而多網絡遙控則是一種新型智能控制技術，它與常規的遙控方式相比，具有無需進行專門的布線，不占用無線電頻率資源，避免電磁污染等優勢。同時，由于電信線路各地聯網，互聯網遍布世界各地，因此，可以充分利用現有的網絡資源跨省市，甚至跨越國家無限長度地進行智能遙控。多網絡遙控這一課題目前已有涉足者，但是還只限于實驗室階段，距實際應用，尤其是對于日常生活尚有一定的距離，并不能完全體現出網絡遙控方式的雙工通信特點。本文基于這一點進行了較大改進。該方法采用單片機進行智能控制，并利用不同的語音提示及計算機軟件來達到對于不同操作的提示及對受控方狀態信息的反饋，從而實現友好的人機交互界面，使操作者能夠實時了解受控方信息，并最終使產品達到交互式與智能化的水平。本系統以CCITT及中國的部分標準程控交換信令（DTMF雙音多頻信號，振鈴信號以及Internet互聯網的TCP/IP通信標準等）作為系統控制命令及其數據傳輸標準，因而可為以后的產品化提供良好的基礎。

2總體設計方案

多網絡智能遙控器的主控部分（即下位機工作部分）由單片機構成，主要進行信息處理；如接收外部操作指令以形成各種控制信號，完成各種信息的記錄和信號檢測并為識別控制電路提供單片機與電話外線和計算機的接口等。同時還包括鈴流及其摘掛機檢測、摘掛機控制、雙音頻DTMF識別、串行通訊口控制電路和語音提示等電路。此外還有上位機程序編制和網絡通訊程序編制等（即上位機工作的互聯網通信部分）。圖1所示是其系統原理方框圖。

本系統中的語音提示電路受單片機的控制，能產生相應的提示語音，可通過反饋電路反饋至電話外線，從而使操作者對電器的操作達到交互式，以便即時了解有關信息，并為用戶提供友好的操作界面（對電話網絡用戶）。該系統可通過串行通訊口與上位機相連接后接入Internet互聯網，上位機的網絡控制程序中也設置了語音提示并且具有更加友好的控制界面以方便用戶操作（對互聯網用戶）。

本系統的每一個接口電路（振鈴檢測、模擬摘掛機、語音提示、雙音頻解碼等）都已經過實際的交換機在線實驗，實用性很強。此外，本系統還有許多可以添加的功能。由于本裝置是并聯于電話機的兩端，因而不會影響電話機的正常使用。用戶通過異地的電話機撥通本裝置所連接外線的電話號碼時，便可通過市局交換機向電話機發出振鈴信號。本裝置如果檢測到三次振鈴，即三次響鈴后無人接聽，則自動摘機，進入控制環境，同時根據語音提示在用戶完成操作后退出本系統。用戶也可以通過互聯網登陸目標主機服務器來進行遠程控制。本系統采用VisualC++編程來實現上位機控制與Internet遠程遙控。它可將現有的電話功能加以擴展，其中公用管理部分包括繼續唿叫功能、來訪語音留言功能（可自動記錄時間和日期）等；而私用管理部分則包括收聽來訪的語音留言、控制電器、查詢電器工作狀態等。

3設計與實踐

本系統所設計的電路主要包括一個語音錄放電路，一個雙音頻譯碼電路，一個鈴流檢測電路，CPU電路，串行通訊電路和繼電器控制電路。

3.1鈴流檢測單元電路

當用戶被唿叫時，程控電話交換機發出鈴流出號。振鈴信號為25±3V的正弦波，揩鈴失真不大于10％，電壓有效值為90±15V。振鈴為5秒為周期，即1秒送，4秒斷。因振鈴信號電壓比較高，故應使之降壓后再輸入至光電耦合器，以通過光耦進行隔離轉換。因而光電耦合器輸出的是時通時斷的脈沖，信號可直接輸出至單片機的計數器輸入口，從而完成整個振鈴音檢測和計數的過程。電話外線信號通過0.47μF電容器的隔直和5.1kΩ電阻器的衰減加到光電耦合器的發光二極管端。與之并聯的反相二極管的作用是保護發光二極管，以免其反相電壓過高而損害發光二極管。通過試驗，最終確定選50kΩ電阻可起到拉高光耦引腳電壓的作用。

3.2雙音頻解碼單元電路

雙音頻解碼電路由專用芯片MT8870組成。圖2所示是其外部電路，譯碼結果由數據總線提供給CPU的P1.0～P1.3口，譯碼結束后產生的中斷請求信號可通過T0(組成加1計數器)請求中斷，以告訴CPU轉換結束，數據等待讀入。讀入信號為四位二進制碼，碼值民電話按鍵的對應關系如表1所列。

表1碼值與電話按鍵的對應關系

FLOWFHIGHDIGITD3D2D1D0

697120910001

697133620010

697147730011

770120940100

770133650101

7701477601110

852120970111

852133681000

852147791001

941133601010

9411209*1011

9411477#1100

6971633A1101

7701633B1110

8521633C1111

9411633D0000

當外線信號經過二極管組成的橋路降壓整形后，可由0.1μF的電容進行隔直并由100kΩ的電阻進行衰減，然后便可以將其進入雙音頻譯碼芯片MT8870的輸入端。

3.3語音電路

本系統選用美國ISO公司的ISD4003單片語音錄放集成電路作為語音提示電路的核心部分。ISD4003采用E2PROM存儲器，可永久保存信息，并可零功能存儲；該存儲器同時采用D/A直接模擬量存儲技術，因而能較好地保留語音信息中的有效成分，提高錄放音的清晰度。ISD4003可以存儲長達8分鐘的語音，并能實現分段語音錄放，每段錄放音均有一個起始地址，該起始地址及其控制信號均可由單片機通過其SPI通信口給定。ISD4003的電路非常簡單，只需少許阻容元件即可。由ISD4003構成的系統與用戶的語音交互界面單元電路如圖3所示。

3.4串行通訊電路和CPU單元

本系統中的串行通訊電路由專用的MAX202組成，主要用于系統與PC機的串行通信。CPU電路由AT89C52作為中央處理器并配以簡單的電路組成，同時選用22μF的電容和1kΩ的電阻構成系統自動上電復位電路。11.0592MHz晶振和兩個30pF的電容組成了系統的時鐘基準電路。由于CPU內部就有存儲器，所以本系統未對其進行存儲擴展。

圖3語音單元電路

4軟件設計

4.1下位機通訊軟件設計

通過receive()函數可實現下位機與上位機的數據接收，而send()函數則用于實現下拉機與位機的數據發送，bote（）函數的作用是實現串行通訊口初始化和9600波特率的產生。

4.2雙音頻識別部分軟件的設計

雙音頻信號由雙音頻譯碼單元電路檢測,當有信號將譯碼輸出到數據總線后，系統將產生中斷請求，并送到T0計數器以產生中斷，同時由CPU執行T0中斷服務程序。T0中斷服務程序由firstdetect（）函數和seconddetect()函數組成。Firsdetect（）函數用于完成對總線（P1.0～P1.3）數據的第一層菜單值進行讀入識別；seconddetect（）函數用于完成對總線數據第二層菜單值的讀入識別。由于本系統目前只設有兩層菜單，所以第二層也同時用作控制命令的觸發。

4.3語音控制部分的通信軟件設計

以下的SPI通信程序是用C51語言的16位命令格式編寫的。使用時，將其高8位地址和低8位地址正確給定，即可將控制信息（包含在高8位地址的高5位）通過ISD4003的SPI口進行傳輸。詳細的SPI接口指令見ISD4003系列芯片手冊。下面給出部分語音控制部分的通信程序。

VoidSPI_COM(ucharaddress-high,ucharaddress-low

{

uchari,Bit-temp;

SCLK=0;

SS=0;/*chipselectedsignal*/

for(i=0;i<8;i++)/*writeloweightbitsaddress*/

{

SCLK=0;

Bit-temp=address-low&0x01;

/*0x01equalsto00000001B;getthefirstbitfromtherightinthisway*/

if(Bit-temp==0)

MOSI=0;/*ifitdoesn''''twork,somenopsmaybeneeded*/

Else

MOSI=1;/*ifitdoesn''''twork,somenopsbeneeded*/

SCLK=1;

Address-low=address-low>>1;

}

for(i=0;i<8;i++)/*writehigheightbitsaddress*/

{

SCLK=0;

Bit-temp=address-high&0x01;/*0x01equalsto00000001B;getthefirstbitfromtherightinthisway*/

if(Bit-temp==0)

MOSI=0;/*ifitdoesn''''twork,somenopsmaybeneeded*/

Else

MOSI=1;/*ifitdoesn''''twork,somenopsmaybeneeded*/

SCLK=1;

address-high=address-high>>1;

}

SS=1;

4.4通訊軟件的設備與實現

通訊軟件主要由Internet網絡通訊軟件和本地上、下位機通訊軟件組成。Internet網絡通訊主要完成網絡控制。該部分主要由客戶端軟件和服務器軟件組成，網絡通訊軟件可在windows環境下用VisualC++開發完成。而上位機通訊軟件則用于完成服務器（微型計算機）和下位機的通訊。該網絡通訊的結構原理如圖4所示。網絡通訊軟件可用VisualC++為基礎為設計。它通常可由客戶端軟件和服務器軟件來組成。

服務器作為上位機和系統中央控制器，通常通過串行通訊口相連接。由于本系統上、下位機的傳輸數據不多，所以沒有設置專門的數據庫。所得的信息只供控制用，而不必存儲成文件。上、下位機通訊時，本系統規定了以下協議：上位機對下位機發送字母‘A’表示空調器打開，發送''''a''''表示空調器關閉，下位機對上位機是同樣的對應關系；發送‘B’表示熱水器打開，發送''''b''''表示熱水器關閉；發送‘C’表示電飯煲打開，發送‘c’表示電飯煲關閉。客戶端軟件是作為遠程Internet網絡控制的終端軟件，系統通訊應采用文本形式，命令由文本字符串組成。例如：當按下開熱水器按鈕時，客戶端軟件向服務器軟件發出命令字符串“WaterHeaterIsOpened”，服務器軟件端顯示：“CMDfromclient:WaterHeaterIsOpened”并在內部解釋該字符串命令，即發送‘B’給下位機。而當中央控制器通過電話遠程控制電路來打開熱水器后，下位機將發送給上位機（服務器）一個‘A’，以表示熱水器已經打開；當電話遠程控制關閉熱水器后，下位機則發給上位機（服務器）一個‘a’，以表示空調器已經關閉。同時客戶端軟件會有相應的提示語音，以表明家里電器的狀態，以此實現兩種控制方式之間的信息交互。

5系統聯機調試

本系統聯機調試所用到的設備如下：

（1）MCS-51仿真機一臺；

（2）HA6138(18)P/T雙音多頻電話機一部；

（3）微機二臺；

（4）示波器一臺；

（5）數字萬用表一臺；

本系統上電即可自動復位。它可采用5V蓄電池供電，實際上，該產品也可以由電話線饋電提供電壓。本系統需要一臺電話來完成其輔助功能，即語音留言和收聽留言。電話的聽筒要和本系統的語音錄音輸入互相連接，話筒和本系統的語音輸出相連接。實際產品可以將電話功能集成。當準備使用網絡功能時，用戶應將本系統通過串行通訊口連接到家中的聯網計算機上面，然后運行本系統的服務器端軟件，同時指定服務器計算機的端口號。這樣，使用者在外地就可以通過客戶端軟件來訪問家中的服務器并發送控制信息。

當用戶以電話網絡來實現控制時，本的工作方式為：檢測三次振鈴信號，如無人接聽則自動摘機，同時播放語音提示：“這里是某某家中央控制系統，請按鍵選擇功能，1繼續唿叫，2語音留言，3遠程控制……”。用戶根據語音提示選擇功能，最后按“＃”鍵結束本次控制過程并掛斷。特別的是，當用戶進入遠程控制功能時，要接著輸入四位密碼否則不能完成控制，密碼正確后會有語音提示：“請選擇：1打開空調器，2關閉空調器，3打開熱水器，4關閉熱水器，5打開電飯煲，6關閉電飯煲……”。

當用戶以Internet互聯網來實現控制時，本系統客戶端軟件界面將十分友好。用戶可先連接到家中的服務器，然后用鼠標點擊來實現相應的功能。由于進入客戶端軟件和服務器軟件都需要用戶的授權密碼，因此，該系統使用時非常安全。

第3篇

摘要：遠程自動化控制閘門單片機

閘門調節是灌區工程中經常采用的手段，閘門控制的探究對于節約能源、確保水利工程的正常運行、提高水資源的利用效率和節約用水具有重要的意義。目前國內大部分灌區已基本實現流量數據的自動采集和監測，并把數據傳輸到管理部門，但是在根據有關數據進行遠程自動監測和控制方面成熟的經驗非常少。國外非凡是歐美等先進國家在這方面已經達到較高的水平，如美國的SRP灌區自動化澆灌系統，可以同時采集100多點的水位、閘門開度和其他信息，通過計算機處理后，控制幾百座閘門、150多處泵站的運行。本文以國內某大型灌區為例，對閘門的自動監控進行了探究。

1、系統的總體設計

本系統采用無線數據傳輸技術，分一個主站和若干個子站，通過無線調制解調器構成一個無線通訊網絡，對多個斷面的數據信息進行采集、傳輸、處理和控制。系統的總體結構圖如圖1所示。下位機中的傳感器把引水渠中的水位值和各閘門的開度值經轉換后送給編碼器，編碼器對水位及閘門開度信號進行編碼，在通過避雷器將編碼信號傳給數采儀，數采儀將數據進行初步加工和處理后由無線調制解調器傳給上位機，上位機即系統主站，可分別和不同的子站建立聯系，查詢各測點的數據，并按照用戶的要求對各閘門進行控制，下位機中的控制箱接收到此信息，經過計算，發出控制信號自動控制閘門到一定的開度，達到自動控制的目的。

圖1閘門遠程自動監測和控制結構圖

2、下位機系統設計

設計下位機重點在于閘門自動控制箱的設計，本文提出閘門的運行控制模式，并進行可靠性處理，然后利用無線傳輸設備和上位機進行通訊，傳輸數據。

2.1下位機硬件電路設計

本系統采用AT89系列單片機，采用矩陣式鍵盤進行輸入數據，鍵盤提供切換鍵、時間設置鍵、控制鍵三個按鍵，通過三個按鍵顯示水位、流量、閘門開度、日期和時間。切換鍵實現上述四個功能的轉換，時間設置鍵用于修改日期和時間，控制鍵用于對電機啟停進行控制。

2.2閘門控制系統設計

本系統下位機接收到上位機傳來的要求流量值（或水位值），當要求的流量值（或水位值）和系統所測的流量值（或水位值）不一致時，單片機啟鍵閉合，閘門電動裝置控制箱自動啟動電機，提升或下降閘門，當所要求的流量值（或水位值）和當前所測流量值（或水位值）相等時，單片機閉鍵閉合，電機自動停止，達到自動控制的目的。

閘門的運行控制模式有實時型控制模式和定時型控制模式兩種，在實時型控制模式中，上位機根據用戶要求的流量，利用流量—水位關系曲線把要求的流量換算成要求的水位，然后和下位機聯系，下位機接到信號后，由電動裝置控制箱控制電機的正反轉，達到要求時停止轉動。定時控制模式要求用戶輸入所期望的流量值和要求閘門動作的時間，下位機的控制箱在規定的時間里自動開啟和關閉閘門，進行控制。

2.3無線通訊設備SRM6100調制解調器

SRM6100無線調制解調器原是美國Data-LincGroup公司生產的軍用產品，現應用于民用。它提供最可靠和最高性能的串行無線通訊方法，在2.4GHz-2.483GHz頻段應用智能頻譜跳頻技術，在無阻擋物的情況下，兩調制解調器之間的通訊距離可達32.18公里，可實現PLC（可編程控制器）和工作站之間的無線連接。SRM6100應用跳頻，擴頻和32位誤碼矯正技術保證數據傳輸的可靠性。無需昂貴的射頻點檢測技術。射頻數據傳輸速率為188kbps。并且不需要FCC點現場許可證。SRM6100支持多種組態，包括點對點通訊和多點通訊。多點通訊對子站數目無限制。并且SRM6100可做為中繼器工作，以達到擴展通訊距離或克服阻擋物通訊的目的。

2.4下位機可靠性處理

為了精確控制電動閘門的關閉，避免電動閘門在工作中出現過載破壞或關閉不嚴的現象，本系統在電動軸上安裝了轉矩傳感器，用來監測閘門輸出軸的轉動力矩，以判定閘門是否關嚴、是否被卡住。閘門電動裝置用于檢測和控制閘門的開度，本系統在轉動軸上安裝了光電碼盤，考慮到閘門可能出現頻繁的正反轉交替，為了避免錯位和丟碼，采用雙光耦技術，光耦輸出的兩路信號經74221雙單穩觸發器進行整形，89C51的INT0和INT1對其進行計數、計時，并判定轉動方向，計算閘門開度。電動閘門在工作中若出現異常現象，系統會自動報警，切斷電機電源并顯示故障情況。

2.5下位機軟件設計

下位機的軟件設計分為閘門自動裝置控制箱程序設計和串行口中斷服務程序設計兩部分。閘門自動裝置控制箱程序設計主要完成數據采集、存儲、顯示、按鍵操作等功能，串行口中斷服務的程序完成下位機向上位機數據的傳送和用戶設定參數的接收。控制箱程序的主框圖如下摘要：

圖2、閘門自動控制程序流程圖

3、上位機設計

上位機的軟件部分采用VB6.0為開發工具，將各個功能模塊化，分別解決相應新問題，再將各個模塊組裝，構成上位機軟件系統的核心，上位機軟件系統的結構如圖3所示，通信模塊位于最底層，其余模塊功能的實現都直接或間接建立在此模塊的基礎上，本文利用VB的API函數編寫串口通訊程序，程序的框圖如圖4所示。數據管理模塊的主要功能就是為水位、流量、閘位等建立數據庫，并對其進行管理。

圖3、上位機軟件系統結構圖

圖4、通信模塊程序流程圖

4、結語

本文以國內某灌區為例，全面分析了灌區閘門自動化控制系統的整體結構及其設計，對其軟件開發和硬件選擇作了全面闡述，并總結了提高自動化系統可靠性的經驗，為提高灌區現代化管理水平提供了有利的工具，具有較高的使用價值和廣泛的應用前景。

參考文獻摘要：

[1、水利水文儀器介紹，水利部南京水利水文自動化探究所，1997。