（交通信息工程及控制专业论文）驼峰信号微机监测系统数据采集部分的研究.pdf

撇通大学硕士学位论文 y 8 7 8 3 0 3 摘要 近年来，随着计算机技术，检测技术，传感器技术的发展，越来 越多的先进技术应用到铁路设备上。由于多年来铁路技术发展较缓 慢，现场设备的维修和保养多以人工定期巡检的方式，这增加了现场 维修人员的工作量和劳动强度，而且往往由于过多的不必要人为干 预，以及现场工作人员的疏忽，在维修过程中，留下隐患，这些都会 导致致命的后果。 现场设备一般要几个段来共同维护，维修工作有重叠的部分，这 样一旦出现事故，很难划清责任和过失。微机监测系统常年开机，时 时刻刻监测现场设备的状态，真正实现了信息的连续性，4 8 小时内的 站场回放，可以正确无误的再现故障时的情况，同时也为一些间歇性 故障原因的查找提供了有力依据! 本文首先分析了驼峰信号微机监测系统的数据采集和一般的数 据采集的不同点。通过对数据对象的分析，指出其具有采集环境恶劣、 电磁干扰严重、采集的数据量大、时序要求严格、实时性要求较高的 特点。因此提高采集的实时性是提高驼峰信号微机监测系统性能的关 键问题。 其次，本文就如何提高数据采集的实时性进行多角度分析和阐 述。从系统的构建上：驼峰设备大多分散在几个信号楼，而且采集的 数据量大，采用分布式结构，这样可以在不减少采集的数量前提下使 每个采集分机的采集周期缩短，提高了采集的实时性。从平台的选择 上：由于监测的功能较多，要提高实时行就必须区分各监测功能的重 要性，确保重要的、对时间要求苛刻的功能的优先权。本系统采用 u c 0 s i l 实时多任务操作系统，通过核心任务的划分，将每个监测项 作为一个单独的任务来处理，并赋予相应的优先级，这就大大的提高 了采集的实时性，提高了程序的运行效率，简化了程序的设计。 本文对整个系统的软硬件做一个详细的论述，并就硬件抗干扰等 问题给出了一些解决方案! 关键词：驼峰信号微机监测数据采集实时性 驼峰信号微机监测系统数据采集部分的研究 a b s t r a c t 1 且t e l y ，w i t ht h ef a p i dd e ，e l o p m e n to ft h es c i e n c ea n d t e c h n o l o g y 迫! 塾曼啦照gs u 譬ha sc o m p u t e rt e c h n o l o g y9 堡璺曼旦堡 t e c h n o l o g ya n ds e n s o ft e c h n o l o g y ，譬坚e 竺璺里9 盟 a d v a n c e d t e c h n o l o g i e sa r ea p p l i e dt ot h ef i e l do f t h er a i l w a y af e wy e a r s ! g o 磐璧9 啦曙￥堕! 照! 曼麴型墨r 掣蚰胛蜘r s i nt i l e r a i l w a ys t a t i o nh a dt oi n s p e c tm a c h i n e sb yh a n d sp e r i o d i c a u y ， w h i c hb r o u g h tt h e mm o r eh e a v yw o r k l o a d m o r e o v e r ，w o r k e r s i 理丝e n t i o na tw o r ko f t e n1 e a v eh i d d e nt r o u b l e s ，w h i c ha l s oc a u s e as e v e r ea c c i d e n t t h es t a t i o n e q u i p m e n t sa r ea l s om a i n t a i n e db ys e v e r a l ! ! 墨竺! 咿! ! 磐地虹_ 型噬u l 堂匦虹! 竺! 婴g e r e s p o n s l b i l i t v ，、一“一 h u m ps i g n a lm i c r 0c o m p u t e rm o n i t o r i n gs y s t e mc a nr u n a | jm et i m ea n dt f a c ka n ye x c e p t j o n t h es y s t e mr e a l i z et b e c o n t i n u o u si n f 0 珊a t l o n s ? ft h es t a t i q 爱夕q u i p m e n t s ，b yl o o k i n g ，v 7 ” o v e rt h er c c o r d s ，w ec a l lj u d g es o m ei n t e r m i 豁i o nt r o u b l e sw h i c h a l s oh a p p e ne r r a t i c a l l y f i r s n y ，t h ep 印e ra n a l y s e st h ed i 仃e f e n t i ab 咖e e nh u m p s i g n a lm i c r oc o m p u t e fm o n i t o f i n gs y s t e ma n dg e n e r a lc o m p u t e r i l j 匕京交通大学硕士学位论文 m o n i t o r i n gs y s t e m b ya n a l y z i n g t h ed a t a o b j e c t ，w e c a n c o n c l u d et h a tt h ed a t ao b j e c th a sf o l l o w i n gc h a r a c t e r i s t i c s ，s u c h a st h es t r i c t n e s so fe l e c t r o m a g n e t i s md i s t t l f b i n g ，t h e l a 唱e n u m b e ro fm o n i t o r i n gi t e m s ，r i g o r o u s n e s so fm o n i t o r i n gt i m e s e q u e n c ea n d r e a lt i m e s oa d v a n c i n gs y s t e m r e a lt i m ei s i m p o r t a n tt oi m p r o v es y s t e m sp e r f o r m a n c e s e c o n d l y ， t h e p a p e rd e s c r i b e ss o m e s o l u t i o n sh o wt o a d v a n c et h es y s t e m r e a lt i m ef f o m es e v e r a la s p e c t s o nt h e c o n s t m c t i o no ft h es y s t e m ，h u m ps i g n a le q u i p m e n t sa r ea j m o s t p l a c e d a ts e v e r a l s e p a r a t e d b u i l d i n g s a n dt h en u m b e ro f m o n i t o r i n gi t e m si s1 a 唱e ，s oc h o o s i n gs e p a r a l e dc o n s t r u c t i o n c a nd e c r e a s e m o n i t o f i n gp e r i o do fe v e r ye x t e n s i o nw i t l l o u t r e d u c i n gt h en u m b e ro fm o n i t o r i n gi t e m s 0 nt h eo p e r a t i n g s y s t e m ，b e c a u s et h et a s ko ft h em o n i t o f i n gs y s t e mi ss om 卸y t h a tw eh a v et om nt h o s em o r eu 唱e n c ym o n i t o r i n gf i l n c t i o n i t i sr i g h tw a yt oc h o o s er e a lt i m ea n dm u l t i - t a s k so p e r a t i n g s y s t e m ，e v e f ym o n i f o r i n gf u n c t i o ni sg i v e nap r o p e rp r ia n d t r e a t e da sat a s k ，a l lo ft h i sc a na d v a n c et h es y s t e m r e a lt i m e l i l 北京交通大学硕士学位论文 第一章驼峰编组场简介 编组站是铁路运输的重要生产单位，其主要任务是进行货物列车 的编解作业，因此有“列车制造工厂”之称【1 j ，而驼峰又是编组站的 “心脏”，为确保铁路这一国民经济大动脉的畅通无阻，必须大力加 强和发挥编组站的功能。 根据编组站各个车场配列位置不同，编组站可分为：纵列式编组 站和横列式编组站。 驼峰调车的作业特点： 所谓调车驼峰，就是在编组场头部建一个高于调车场平面的土 丘，其断面形状类似于“单峰驼”的驼峰，故此得名嘲。在未修建驼 峰前，改编列车的调车作业主要是在平面牵出线上进行。采用的方法 有：顶送法和惯性溜放法。这两种调车方法的共同点是：车辆的运行 必须依靠机车的动力推送，未能充分利用车辆的重力，此外，调车作 业时，机车车辆必须在牵出线上多次往返，因此作业效率极低。 驼峰调车与上述方法不同，其特点9 惺： 1 解体车列被推上峰顶后，摘钩的车辆主要依靠本身的重 力，向编组线自行溜放： 2 在保证前后两钩车有适当距离的情况下，溜放可以连续 进行。 由于上述原因，驼峰调车的效率是很高的。一个8 0 0 米长的车列， 经十几分钟的时间就可解体完毕。 自峰顶每次溜放的一组车辆叫作“车组”或“钩车”每一钩车可能 由一节或几节去向相同的车辆组成。车组溜放时所经过的进路叫溜放 进路。在溜放进路上设有分路道岔，以控制各钩车溜向不同的调车股 道。 利用驼峰进行解体作业时，由调车机车将车列按规定速度( 定速 为5 公罩，j 、时) 向峰顶推送。峰顶处的联结员按调车作业单的要求， 在峰顶前趁车钩压紧时摘钩。摘开钩的车组过峰顶后，借本身重力溜 向编组场规定的股道。照此逐钩办理，即可将车列全部解体。 驼峰信号微机监测数据采集部分的研究 驼峰上溜放车辆是连续进行的，因此，在溜放行程上前后两钩车 之间应保持一定的间隔，以便转换分路道岔。前行车组的后钩与后行 车组的前钩之间的距离，称为溜放“钩距“。显然，缩小溜放钩距可 提高驼峰的解体效率，但如钩距过小将造成分路道岔来不及转换，致 使后一钩车溜入前钩车的股道，出现两钩变一钩的现象。 调车驼峰按使用的制动设备及分路道岔的操纵方式，可分为： 1 非机械化驼峰一采用铁鞋或手闸作为制动设备，道岔的 操纵采用自动集中或在现场用人力操纵。 2 机械化驼峰一制动设备以车辆减速器为主，铁鞋作为辅 助制动工具。二者均用人工操纵。道岔的控制采用电空 集中或驼峰自动集中。 3 自动化驼峰一是在机械化驼峰的基础上实现了车辆溜放 速度的自动控制。因此它设有若干自动化环节，如测重、 测速等设备，并通过电子计算机实现自动调速i ”。 为了保证驼峰的作业安全和提高作业效率，在编组场的头部咽喉 区内设了驼峰自动集中和电气集中设备。前者属于分路道岔的自动控 制设备，在溜放作业时，用来为车组自动排列溜放进路，以提高解体 作业的效率。后者是联锁设备，在咽喉区内进行调车作业时，用来实 现必要的联锁关系，以保证作业安全。 北京交通大学硕士学位论文 第二章系统的主要功能与技术指标 2 1 主要功能 铁路驼峰站场的电气集中设备、设旆状态一直采用人工测试的方 法嘲，不仅费时费力，而且准确性难以保证，站场状态无法记录，一 旦出现故障，事后分析很难实现，铁路驼峰信号微机监测系统正是基 于这样的问题而设计的。本系统具有以下主要功能： 1 站场状态实时监测 本系统可实现站场状态实时监测，使操作人员赢观明了地观察当 前站场的状态，同时可以将站场状态存储于文件中，并可实现4 8 小 时以内的站场状态再现，为故障分析提供了客观有效的依据。系统还 可以进行故障数据永久备份。 2 模拟量监测 本系统可以对驼峰站场的模拟量进行实时监测，并自动形成各种 报表，从而解除了人工测试的巨大工作量，数据准确、详尽，避免了 人工测试中存在的各种问题；本系统可以监测的模拟量包括：电源屏 电压、轨道电流、道岔启动电流、电缆绝缘等。根据模拟量的监测数 据，可以绘制各种曲线和趋势1 6 】，有助于尽早发现事故隐患，及时进 行设备的检测及维修。通过统计数据分析，能够引起操作人员对异常 情况的关注，提高警惕性，避免事故的发生。 3 时间量监测 本系统可以对道岔动作时间、道岔恢复时间、轨道落下时间等时 间量进行实时监测，并给出超标报警信息，同时生成各种测试报表。 4 其他 本系统还可以打印各种测试、统计报表，形成报表文件。并且 系统可以定时自动输出各测试和统计报表。 2 2 系统技术指标 驼峰信号微机监测数据采集部分的研究 ( 1 ) 电源屏监测 电源屏类型：各种电源屏 检测点：电源屏输入、输出端 测试路数：2 0 量程范围：a c 3 8 0 va c 2 2 0 va c l l 0 va c 2 4 va c l 2 v o 4 5 0 vo 3 0 0 v0 2 0 0 vo 4 0 vo 2 0 v d c 2 2 0 vd c 2 4 vd c 6 0 vd c 6 v 0 3 0 0 v0 4 0 vo 8 0 v0 l o v 测量精度2 采集周期：不大于l s 相位监测：缺相记录报警 断相监测：电压低于额定值6 5 以下、时间超过1 0 0 m s 时作纪录 ( 2 ) 转辙机监测 转辙机类型：z d 一6 参考 检测点：动作回路 监测组数：3 3 监测量程：动作电流0 1 0 a 动作时间0 1 6 s 测量精度；电流不大于3 时间不大于0 1 s ( 3 ) 轨道电路监测 轨道电路类型：交流闭路式轨道电路 检测点：轨道继电器端交流电压 监测路数：7 3 检测量程：o 4 0 v 检测精度：2 ( 4 ) 减速器电压监测 检测量程：o 3 0 0 v 检测路数：6 0 检测精度：2 ( 5 ) 电缆绝缘检测 北京交通大学硕士学位论文 监测类型：各种电缆 检测点：分线盘处电缆芯线f 7 】 检测路数：1 8 4 量程：o 2 0 m 0 精度：1 0 测试方法：人工启动自动测量 ( 6 ) 开关量在线监测 采样周期：不大于1 0 m s 采集路数：4 5 0 1 按钮操作信息记录 类型：全部操作按钮 采集点：表示灯及按钮电路的适当端子 2 控制台表示信息记录 类型：进路等主要设备及行车运行信息 采集点：表示灯电路的适当端子 ( 7 ) 道岔动作时间监测 检测路数：2 l 检测精度：2 ( 8 ) 道岔恢复时间监测 检测路数：1 2 检测精度：2 ( 9 ) 轨道落下时间监测 检测路数：3 0 检测精度：2 驼峰信号微机监测数据采集部分的研究 第三章驼峰信号微机监测数据采集的特点分析 3 1 驼峰信号微机监测数据采集的特点 一分散性 铁路运输设备往往分散在沿线或站场内，如驼峰场，车辆编组作 业是由几个信号楼共同控制完成【b 】。因此系统需要分散在各监测点的 计算机共同构成，每台计算机除了完成指定的工作外，还可通过通信 方式与其他计算机交换数据，并将监测到的信息归纳整理供维修人员 使用。 二。 实时性 大型驼峰场一般有上千个监测点，信息变化大多为毫秒级，所以 监测周期应尽可能的短，否则会影响测试的精度，出现漏采现象。 三采集环境恶劣、电磁干扰严重 采集设备多放置在信号机械室内，而信号机械室内有成百上千个 继电器在正常工作着，电源屏等设备都会给采集设备很强的电磁干 扰，因此在数据采集的过程中应着重注意抗干扰的问题。另外在雷害 严重的地区，采集设备也应注意防雷电路的设计。 四采集的数据量大 在本系统中：开关量采集点总数为5 5 0 个，模拟量采集点总数为 1 9 5 ，电缆绝缘测试点总数1 8 4 ，本站属中等规模的站场，由此可见驼 峰信号监测数据量是很大的。 五时序要求严格 采集上来的信号量之间有着严格的时序关系，举例来说，在道岔 启动的过程中，l q d j 吸起，接着是2 q d j 转极，动作电路构成，道岔 转辙机开始动作，直到转换完毕时，才能接通对应的表示电路，对应 的表示继电器才能吸起。因此，驼峰现场设备动作过程是有很严格的 北京交通大学硕士学位论文 断和决定传输。 查询法是一种程序控制的数据传输方式，在传输前，程序必须去 查询下外设的状态，只有当外设准备好了才传送。若未准备好，则 c p u 就等待。很显然，采用查询法开创i o 传输是有缺点的。首先， 当i ，o 设备没有准备好或忙时，微处理器必须一直处于等待而不能做 其他的工作，这样就浪费了时间。其次，在实际的工程应用中，要求 微处理器实现两种操作：一种是与帕相关的操作，一种是与i 0 无 关的操作，而这两点要求查询法是无法实现的。为了解决上述问题， 所有的微处理器都提供“中断”的功能。所谓中断，就是当外围设备 有数据需要传输时，通知微处理器，输入中断服务。微处理器的中断 可分为两类：一类是软件中断( s w i ) ，另一类是硬件中叛( h w i ) 。 软件中断是由微处理器的程序本身产生的，通常微处理器提供有软件 中断的专门指令。硬件中断则来自外围设备，即外围设备向微处理机 发出一个中断请求信号( i r q ) ，然后微处理器做出中断响应，执行中 断服务程序。硬件中断方式有“屏蔽式中断”和“非屏蔽式中断”m 】， 其中，屏蔽式中断方式就是用“屏蔽”中断的方法来选择优先权级别。 而非屏蔽式中断不能用软件来屏蔽，当它的输入端一旦有请求时，微 处理机必须予以响应，软件中断通常用于有规律性的i o 传输，而硬 件中断则用于处理随机性的或无规律性的加传输，它的速度较快， 而且可以赋予外围设备以某种优先权。 本系统采集的数据种类较多，有电源屏电压、场间电压、轨道电 压、减速器电压、道岔电流、电缆绝缘测试、轨道落下时间测试、道 岔恢复时间测试、| 道岔启动时间测试、成百个开关量，加之数据处理 部分，计算机之间数据通信传输等。如果采用以往简单的查询和中断 方式编写程序，处理起来会非常复杂，而且会大大地降低了数据采集 的实时性。总结驼峰数据采集实时性要求较高、采集流程的并发性的 特点，为了简化采集程序的编写，使程序结构清晰，增强修改的灵括 性，采用实时多任务操作系统是必然的选择。这样就可以采集程序按 采集功能分成各自独立的、但可以并行运行的任务来处理，充分利用 驼峰信号微机监洲数据采集部分的研究 第四章系统结构概述 基于以上的分析，驼峰微机监测系统在结构上采用分散式，即在 编组场的每个信号机械室中设置一台数据采集工作站，在集中管理部 门放一台系统管理机，采用can 总线的方式将所有的数据采集工作 站和系统管理机连接起来。 数据采集工作站主要完成现场数据的采集工作。现场数据通过调 理盒的整形、滤波后，进入接 j 扳。采集计算机从接口板的端口采集 数据，进行一定的处理后，并将数据打包，通过c a n 总线发送给管 理机。管理机接收后，进行 x软件2008 北京交通大学硕士学位论文 强的电磁干扰，基于以上原因，本系统采用了具有 防尘、防震、抗干扰能力强【1 5 j 、支持常年开机的工 业控制计算机作为工作站计算机。 c a n 总线通讯卡：c a n 1 0 0 mq 输出信号电平：o 1 0 v ，5 + 5 v 精度：综合误差 6 0 d b 驼峰信号微机监测数据采集部分的研究 2 3 主要特点 板上多路开关采用带过压保护的模拟开关，能承受较高的输入 电压。 输入信号的接法可按用户要求配成差动、伪差动或单端。在伪 差动和单端接法时每板( 逻辑板) 可输入1 6 路。 用高档的测量放大器，不仅具有很高的增益( 1 0 0 0 0 ) 和很高的共 模抑制比( 1 1 5 d b ) ，且增益能方便的改交，又能方便地外加偏移电压， 使o 5 v 或4 2 0 i n a 等输入，均能方便地调理放大成5 v o + 5 v 输出。 2 4 工作原理 模拟量切换调理板原理框图 电流( 由板上的精密电阻转换成电压) 输入信号经r c 网络滤波 后输到多路开关。每个多路开关的8 根输入线，由板选、道选信号选 通接到多路开关输出。多路开关的板道控制按输入的要求接成差动或 单端。 多路开关的输出信号接到测量放大器，测量放大器的输出由板选 信号控制，送到a ，d 接口。 2 6 编程信息 北京交通大学硕十学位论文 通道板的选道受板选信号的控制，工作站计算机将板道信息打入 a ，d 接口板上板道寄存器( 其地址为d 接口板基址加2 ) 后，板道 信息就由扁平电缆送到切换调理板，控制选板、选道。 板道寄存器的八位定义如下： l d 7d 6 d 5d 4d 3 d 2d 1 l d o i d 3 ，d 2 ，d 1 ，d o 四位为板号( 逻辑板号) ，d 7 ，d 6 ，d 5 ，d 4 为道号。 例：如模入接口板的基址是1 0 0 h ，可用c 语言 o u t p o n b ( 0 x l c o ，o o ) i - - 一选0 板0 道 o u t p o n b ( o x l c o ，1 0 ) ；一选o 板1 道 o u t p o n b ( 0 x 1 c 0 ，f 0 ) ；- 选0 板1 5 道 o u t p o n b ( 0 x 1 c o ，f 1 ) 卜选1 板1 5 道 8 3 开出板 p c 一7 5 0 73 2 路光电隔离开关量功率输出板是一种采用光电隔离 技术的3 2 路开关量输出板，可以提供电平输出，也可以提供功率输 出，其每一路输出的最大功2 4 v 2 0 0 m a ，即可直接驱动继电器，电磁 阀。各路输出信号均具有锁存功能。c p u 通过o u t 指令即可将数据 转换成电信号输出。 3 1 性能特点 光电隔离3 2 路电平( 0 巧v ) 或功率输出( 2 4 v 2 0 0 m a ) 占4 个连续口地址，光电隔离电流驱动方式 光隔离器件在一分钟内可耐压5 0 0 0 v i ，o 地址可在0 0 0 3 f f h 之间分组选择 响应1 0 位地址译码 工作模式为c p u 扫描刷新输出，最快扫描周期 l0 l l s 每个信号输出具有锁存功能 各路最大驱动能力为+ 2 4v 2 0 0 m a 辅助电源由用户从机外提供+ 5 v 和+ 2 4 v 出厂端口地址为1 2 0 1 2 3 h 驼峰信号微机监测数据采集部分的研究 3 2 技术参数 工作电压：5 v 0 2 5 v 工作温度： 1 0 6 5 c 湿度：5 9 5 工作电流： o s t c b s t k p t r 指向的是任务堆栈的顶端。为了启动任 务，o s s t a r t h i g h r d y ( ) 从任务控制块( o s - t c b ) 中找到指向堆栈的指 针，然后运行p o pd s 、p o pe s 、p o p a 和i r e t 指令。 当执行了i r e t 指令后，c p u 会从( s s ：s p ) 指向的堆栈中恢复各个寄 存器的值并执行中断前的指令。s s ：s p + 4 指向传递给任务的参数 d d a t a 。 4 2o s c t x s w ( ) 0 s c t x s w ( ) 是一个任务级的任务切换函数，在8 0 8 6 系统上，它通过执 行一条软中断的指令来实现任务切换。软中断向量指向o s c t x s w ( ) 。 北京交通大学硕士学位论文 在u c 0 s i i 中，如果任务调用了某个函数，而该函数的执行结果可 能造成系统任务重新调度，则在函数的末尾会调用o s s c h e d ( ) ，如果 o s s c h e d ( ) 判断需要进行任务调度，会找到该任务控制块0 s _ t c b 的地 址，并将该地址拷贝到o s t c b h i 曲r d y ，然后通过宏0 s t a s k s w ( ) 执 行软中断进行任务切换。在8 0 8 6 处理器上，任务调用o s j a s k s w ( ) 执行软中断指令后，先向堆栈中压入返回地址( 段地址和偏移量) ， 然后是状态字寄存器s w 。紧接着用p u s h a 、p u s he s 、和p u s hd s 保 存任务运行环境。最后用0 s c t x s w ( ) 在任务o s j c b 中保存s s 和s p 寄存器。 由于任务的更替，变量o s t c b h i g h r d y 被拷贝到0 s t c b c u r 中， 同样，o s p r i o h i g h r d y 被拷贝到o s p r i o c u r 中，o s c t x s w ( ) 将载入新 任务的c p u 环境，首先从新任务0 s t c b 中取出s s 和s p 寄存器的 值，然后运行p o pd s 、p o pe s 、p o p a 取出其他寄存器的值，最后用 中断返回指令i r e t 完成任务切换。 需要注意的是在运行o s c t x s w ( ) 函数期间，中断是禁止的。 4 3o s i n t c t x s w ( ) 在u c ，o s u 中由于中断的产生可能会引起任务切换，在中断服务程序的最后 会调用o s i n t e x i t ( ) 函数检查任务就绪状态，如果需要进行任务切换， 将调用0 s i n t c t x s w ( ) 。所以o s i n t c t x s w ( ) 又称为中断级的任务切换 函数。由于在调用o s i n t c t x s w ( ) 之前已经发生了中断，0 s i n t c t x s w ( ) 将默认e p u 寄存器已经保存在被中断任务的堆栈中了。与o s c t x 踟( ) 的不同之处是由于中断已经发生，此处不需要再保存c p u 寄存器( 没 有p u s h a 、p u s he s 、亘ep u s hd s ) 。 4 4 o s t i c k i s r ( ) 由于p c 环境的特殊性，时钟节拍由硬件产生，间隔5 4 。9 3 m s ( 1 8 2 0 6 4 8 h z ) 。我们将时钟节拍频率设为4 0 0 h z 。p c 时钟节拍的中断 向量为0 x 0 8 ，屺o s i i 将此向量截取，指向了u c 0 s 的中断服务函数 驼峰信号微机监测数据采集部分的研究 o s t i c k i s r ( ) ，而原先的中断向量保存在中断1 2 9 ( 0 x 8 1 ) 中。为满足d 0 s 的需要，原先的中断服务还是每隔5 4 9 3 m s 调用一次。 在u c 0 s i i 中，当调用0 s s t a r t ( ) 启动多任务环境后，时钟中断的 作用是非常重要的。但在p c 环境下，启动u c 0 s i i 之前就已经有时钟 中断发生了，实际上我们希望在u c o s i i 初始化完成之后再发生时钟 中断，调用o s t i c k i s r ( ) 。与此相关的有下述过程： m a i n ( ) 函数： 1 取得d o s 下时钟中断向量，并将其保存在0 x 8 l 中 2 设定中断向量o x 8 0 指向任务切换函数0 s c t x s w ( ) 3 至少创立一个任务 4 。当初始化工作完成后调用o s s t a r t ( ) 启动多任务环境 5 第个运行的任务： 6 设定中断向量o x 0 8 指向函数o s t i c k i s r ( ) ，将时钟节拍频率从 1 8 2 0 6 4 8 h z 改为4 0 0 h z 在本章中，详细地讲述了把u a ，o s i i 系统移植到p c 机上的每一个 过程。至此，我们就可以在p c 机上运行u c o s - i i 实时多任务操作系统， 并且在此系统下设计编写驼蜂信号微机监测系统软件部分。 北京交通大学硕士学位论文 第十章软件设计部分 随着监测系统在各领域中应用的不断深入，对监测系统本身的各 方面性能提出了越来越高的要求，使应用软件朝着系统化方向加速发 展。传统监测系统软件设计中，大多采用单任务的顺序机制。应用程 序是一个无限的大循环，所有的事件都得按顺序执行，与时间相关性 较强的事件靠定时中断来保证。这种方式编程的优势在于程序较为直 观，但由此带来一个重要的问题，那就是系统的稳定性、实时性较差。 尤其当系统功能较复杂，同时对实时性要求较严格时，这种单任务机 制的弱点便更加明显。 驼峰信号微机监测系统软件系统分为两个部分，工作站采集软件 和管理机软件，在本论文中主要讨论工作站数据采集部分的软件设计 和编写。 本系统采集部分的软件是运行在u c o s i i 实时多任务操作系统 下，用c 语言编写。c 语言简洁、紧凑、使用方便，允许直接对位、 字节和地址进行操作，能实现汇编语言的大部分功能，c 语言数据类 型丰富，生成的目标代码高，执行效率高f ”。利用c 语言编写的程序 能提高运行速度、数据的精度和准确度。 采集程序主要包括以下几个模块： 1 数据采集：许算机从开关量和模拟量接口板的相应端口读取 数据，经一定的格式转换后，得出现场的真实数据。采集的 数据主要有以下几种类型：模拟量、开关量、时间量。时间 量的测量主要是通过判断对应开关量和模拟量的变化而得 到的。 2 接收和发送数据：从对应的数组中，取出数据，按通信格式 生成相应的数据包，送通信端口发送。接收是从通信端口接 收管理机发送的命令，并执行一定的操作。 驼峰信号微机监测数据采集部分的研究 1 0 1 核心任务的划分 在本系统中，要完成下列监测内容：开关量采集、模拟量采集、 减速器制动缓解时间测量、道岔恢复时间测量、道岔动作时间测量、 电缆绝缘阻抗测试、轨道落下时间测量。 核心任务划分 u c o s 控制下的任务可以分为睡眠态、就绪态、运行态、中 断态和挂起态。睡眠态是指任务驻留在程序空间，还没有交给 u c o s i i 来管理。当某个任务正在占用c p u 的使用权时，该任务处于 运行态。处于运行态任务的优先权一定高于其它所有就绪态任务的优 先权。当系统运行致使某一就绪态任务优先权高于运行态任务的优先 权时，启用任务调度，运行态任务将转入挂起态等待某一消息或信号 量，或者转入就绪态：而那个拥有较高优先权