远程环境数据监控是数字环保的一个具体应用,其中环境保护现场的终端服务是该应用的基础。 本文旨在通过对来自数字环保的行业需求进行分析,以一个环保现场数据采集终端的设计开发为背景,对嵌入式系统在工业现场监控领域的应用进行研究,设计和实现了远程数据采集终端的控制系统,其中涉及到工业现场的模拟量和数字量的采集以及通过GPRS/CDMA、PSTN和以太网等多种途径的数据传输。具体研究内容如下: (1)根据工业需求、成本、技术等因素,研究了远程环境监控系统的体系结构,提出了数据采集终端的设计方案、网络和数据传输的方案。通过对市场现有嵌入式硬件和软件的性能对比,对数据采集终端选择了合适的处理器和操作系统。不但有效地保证了系统的性能,而且节约了成本。 (2)对嵌入式远程数据终端的控制系统,进行了软件系统的设计。文中分析了角色和用例,对功能模块进行划分,对各个模块进行设计;分析了系统的数据流,进行了数据结构的设计和算法的设计。对控制系统的分析和设计保证了系统的性能,同时也利于系统的维护和改进。 (3)针对嵌入式数据采集终端的技术问题提出了解决方案并实现。对采集终端开发了硬件驱动,设计实现了系统中断的统一管理,实现了对多种通讯方式的支持,实现了多点上报和以太网连接修复的机制。这些技术问题的解决有效提高了系统性能。 (4)针对远程数据终端的协议进行了研究与实现。参与实现和调试数据传输通讯协议,该通讯协议目前已成为中华人民共和国一个行业标准《污染源在线自动监控(监测)系统数据传输标准》。国家环保总局发布2005年第66号公告。标准编号(HJ/T212-2005),自2006年2月1日起实施。 本文项目的研究成果经反复测试后已交付使用。成功应用于环保监测中的多个企业级在线监控系统,至今系统稳定运行,完全达到了预期的目标。