远程监控与信息处理技术在流量计量中的应用研究

    近年来, 随着计算机技术和控制技术的突飞猛进, 远程监控技术和信息处理技术得到长足发展, 被广泛应用于工业生产和人民生活的各个领域。本文重点研究远程监控技术和信息处理技术在流量计量工作中的应用, 并在此基础上设计了一套流量计量装置管理控制系统。

    一、系统结构

    流量计量装置管理控制系统按照其功能的不同分为以下四个层次:

    1.终端设备层

    包含了流量计量中应用到的硬件设备。这些硬件设备拥有自身的芯片和控制程序, 一般来说是以RS- 485串口方式与外部程序进行数据的交换, 同时也提供了一系列控制接口, 外部程序通过这些接口来执行相应的操作。由于受到自身硬件条件的限制, 在终端设备中一般没有数据存储模块或者数据存储量很少, 一旦某终端设备获取到特定的数据, 最佳处理方式是通过交换接口把数据提交给上级程序处理。

    2.设备管理层

    流量计量中应用到的硬件设备种类越来越多, 而且区域越来越分散, 单个终端设备直接以串口方式和中心服务器连接的时空成本巨大。为此, 引入主控器概念, 即把某个区域内的计量设备统一由一台PC级别的计算机来管理。管辖范围内的终端设备以串口方式连接在主控器上并与之实时交换数据, 主控器把这些数据存储在自身的临时数据库中, 定时或实时向上级程序发送。由于主控器的硬件级别是PC级的, 因此它有足够的存储空间和处理能力。主控器的引入是整个管理控制系统的关键部分。引入主控器的优势: 第一, 一旦与中央服务器连接中断后, 由该主控器管辖的这些终端设备还可以正常运行; 第二, 主控器把通过串口接收到的设备数据转为TCP/IP的方式发送给中央服务器, 大大提高了传输效率, 从而延伸了终端设备和中央服务器之间的空间距离; 第三, 管辖范围内的设备低级异常问题能够由主控器自主处理; 第四, 拥有较强的CPU处理能力, 能在逻辑和物理双方面提升系统性能; 第五, 目前市场上PC级别的硬件成本较低且体积较小, 能在确保主控器性能的同时大大缩小其体积, 方便安装。

    3.信息管理层

    也叫中央服务器程序, 是整个管理控制系统的核心。一方面, 它为每个主控器匹配相应的监控模块组, 这一组模块专门负责与该主控器的通讯, 以TCP/IP协议交换信息; 另一方面, 对于不同的工作分配不同的模块, 例如人机交互模块以http的方式与用户接触, 数据存取模块专门负责中央数据库数据的存取, 通用方法模块接收特定的输入参数、自动处理并反馈结果等。中央服务器程序以多模块技术为支撑, 是连接计量设备与计量人员的桥梁。