面向材料试验机领域的嵌入式设备控制中间件的研究与应用

• 作 者: 丁宁
• 出 处: 北方民族大学
• 发表日期: 2017年01期
• 关键词: 工业控制 材料试验机 测控系统 嵌入式系统 中间件

随着嵌入式在工业领域的发展,越来越需要解决因为底层复杂的设备差异导致的开发周期长、开发人员压力大、需要的知识多等问题。因此借鉴PC机的软总线技术和CORBA的代理机制,通过分析现有的各个领域的嵌入式中间件产品的特点,结合工业控制领域特有的问题,研究并设计了针对小型工业设备的中间件,部署在“嵌入式控制器+触摸屏”的硬件环境下。并在材料冲击试验机上进行了验证,取得了较好的效果。将设备的驱动程序、核心的类似于对文件系统的读写一样的系统调用封装成组件,在应用层生成调用组件的代理机制,这组成了中间件的基本架构和思想。整个中间件由4个功能模块组成,数据存储模块提供统一的接口与Sqlite嵌入式数据库交互。应用管理模块用来管理各个应用的启动、终止和调度。设备控制模块扮演着命令解析的角色,它不但接受本地用户的命令也能处理分布式情况下远端客户的命令。数据处理模块分为数据采集与数据融合两个子模块,扮演着数据处理的角色。将相融矩阵融合算法集成到中间件中,去除无效数据,提高了实验数据的精确度和可信度。又设计了基于全局的两张表,分别是设备文件映射表和数据类型映射表。这两张表作为以上4个功能模块相互联系的纽带共同铺设在操作系统与设备驱动之上,构成了多层次的中间件层。中间件基于CE9200开发板的硬件平台,使用嵌入式Linux系统和Qt的集成开发环境。设计了ApplicationManage,Control Middleware,Data Fusion,DataPicker,Data Save这5个C++类。通过对这几个类的不断扩展细化,可以完善针对工业控制领域的中间件的设计。