工控数据采集技术netX片上系统数据采集与远程监控的设计与实现实现了前所未有的极致智能化和无缝连接让

随着网络信息技术和工业控制领域的飞速发展，远程监控技术日益成熟，尤其是在智能化设备的通信与配置诊断方面，其应用范围不断扩展。通过这些设备提供的通信接口，我们可以直接将它们连接到集中管理系统中，利用Web Server访问技术实时获取设备运行参数和数据，并发送遥控命令、配置参数以及获取报警信息和运行状态等，这对于提升工作效率具有重要意义。PROFINET是一种高性能的工业以太网协议，它为办公室和自动化领域提供了开放且一致的连接方式，是实现工业实时以太网通信的一大支柱。

德国赫优讯netX集成了EtherCAT、CANopen、Modbus、PROFINET等现场总线协议，是一种高度集成的网络体系结构，以其全新的系统优化设计而闻名，可以很好地适应工业通信及大规模数据传输需求。研究如何基于netX片上系统（netX Soc）实现PROFINET实时以太网接入、本地数据快速处理以及存储技术，以及基于Web Server的远程数据访问，为一些需要实时控制能力的行业提供了有效解决方案。

系统架构

图1展示了一种分布式远程数据采集系统中的网络结构，其中包括多个与主站挂接的NXIO（赫优讯实时以太网从站IO测试板），通过PROFINET进行高速互联，然后再将主站监控计算机连通至互联网。这使得用户无论身在何处，只要能接入互联网，就能够通过互联网访问所有控制设备的实时和历史数据。此外，主站监控计算机还可以通过RS-232总线与NXIO从站实现数据采集和控制处理。

数据库服务器负责存储来自从站及相关配置信息供主站读取并设置工作状态。管理员可借助浏览器对数据库参数进行查看修改。而Web应用程序服务器则是实现网络上的发布功能，将来自任意用户查询后的响应返回给请求者，同时允许授权用户更改监控主站计算机工作参数并保存至数据库或向NXIO从站在执行下达指令。

netX SoC 主从交互设计

2.1 系统设计思路及程序部署

利用赫优讯cifX实时以太网主站板卡与赫优讯real-time IO测试板NXIO搭建一个PROFINET高效通信平台，完成main station and slave station之间基于PROFINET及RS-232标准交换消息，并编写相应通信程序。

2.2 系统主要功能描述

(1) 主站在使用ASP.NET开发界面显示按钮/指示灯状态，同时执行对卡驱动初始化、网络诊断，并维护main station to slave station PROFINET communication; (2) 使用C#串口类事件驱动完成slave station串口交互; (3) 在rcx嵌入式操作系统中调度slave task, 调用板级支持包函数来操纵输入输出端点; (4) 实现Slave Station间任务间共享内存区ARM Data Pool操作.

netX SoC 主从station 数据交流设计

3.1 配置过程：定义socket类用于客户端web页面发送配置信息。

3.2 设计流程：

C-Toolkit软件包初始化cifx卡硬件;

Lab文件加载固件;

API函数调用完成具体功能，如内存操作;

Visual Studio.NET平台下使用C#语言结合API函数实现main-station-to-slave-station communication, 包括但不限于: 从slave data同步到库, 向slave发送配置命令.

图5展示了串口事件驱动代码块，对NPIO from-station 的RS-232信号进行监听及其反馈处理。

图6是一个二号from-station LED灯控制界面例子。

4. netX SoC fromstation 技术研究:

4.1 嵌入式硬件平台沟通设计:

用户程序包含实际时间基础下的沟通处理。在rcx嵌入式环境下实施多任务调度策略，如时间片分配法或中断服务例程。

图7表示NPIO fromstation 软件架构概述；

4.2 从station 程序编写与实施:

依据上述原则，在Hitop IDE开发环境下进行硬件初始化设定；

main()函数启动各项任务初步设定；

LED control tasks, serial communication tasks & real time profinet protocol handling task scheduling;

最后，将这些项目编译下载至RC-X嵌入式核心上执行，从而确保整个system稳定运作。