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随着应急机动指挥通信系统的快速发展,应急通信车作为其中的一部分,在抗震救灾、气象预测等行业中得到了广泛应用。种类繁多的设备被集成到应急通信车上,车内空间的限制使得分散式的控制管理已不能满足需求。因此,需要开发相应的控制系统对车载设备进行有效的管理。目前,应急通信车控制系统主要有自主研发和采用专业工控设备两种方式。但是采用这两种方式构建的控制系统仍存在一些不足之处:对于自主研发的控制系统存在开发周期较长、重复使用率低、维护不方便等缺点;对于专业工控设备所构建的控制系统存在价格昂贵、兼容性差、灵活性不强、针对性差等缺点。因此,研发一款操作简单易行、具有自身特点以及界面友好的应用于应急通信车控制系统的组态软件十分必要。
本文首先分析了目前应急通信车控制系统所存在的问题,然后并研究了组态软件开发的相关技术。在此基础上研究与设计了基于OPC和SQLite的应急通信车控制系统组态软件的原型系统。最后研究了数据压缩技术,对相应的算法进行了改进,可以较好地解决组态软件中历史数据存储所存在的问题。本文的主要工作如下:
第一,针对系统中不同类型的数据,给出了不同的压缩策略。针对系统中开关量的数值特点,采用行程长度压缩算法进行压缩。在压缩过程中设置了强制压缩限制,以防止开关量长时间无变化而得不到压缩。针对系统中模拟量的数值特点,采用一种可以自动调整压缩偏移量和过滤噪声点的旋转门压缩算法。与原旋转门压缩算法相比,当数据平稳变化时,两种压缩算法的压缩比和压缩误差无差别,当数据波动变化时,在不增加压缩误差的前提下,改进的旋转门压缩算法的压缩比是原算法的1~3倍。
第二,采用面向对象的思想,对应急通信车控制系统组态软件原型系统进行设计和实现。系统分为三大功能模块:①图形界面绘制模块;②数据库模块;③通信接口模块。采用工厂方法模式和命令模式对图形界面绘制模块进行了设计,并阐述了图形界面绘制模块的实现。阐述了数据库模块中各个子模块的设计与实现,在数据库模块中,使用SQLite来存储历史数据,SQLite具有占用空间小、处理快等特点。在通信接口模块中,将OPC技术规范应用于应急通信车控制系统中,阐述了OPC客户端程序的设计与实现。
第三,以Sony D70摄像机为控制对象,采用MatrikonOPC公司的OPC仿真服务器作为本地OPC服务器,给出了原型系统的应用测试案例。