基于嵌入式技术的分布式系统研究及应用论文

基于嵌入式技术的分布式系统研究及应用论文

　　1.基于嵌入式技术的分布式系统的关键性因素

　　1.1结构

　　在分布式系统结构当中，所谓的分布并不是人们常说的分散，而是说整个系统的数据采集包括系统运行过程当中的相应控制等功能上时相对比较分散的，分布系统中的每一个功能都是相对独立存在的，我们根据上述特点将分布式系统分为了三个等级：总控设备控制着集控端1、2、3、n个，而集控端1又会控制着测控的终端，测控终端也是1、2、3、n个，测控终端最终还会控制着被控对象，这一对象的控制情况主要取决于整个系统的被控对象的多少。在这三级设备当中，测控终端其实是第一级的，它所面向的是被测控的设备，主要是完场对象的数据采集、控制等工作;第二级是集中控制检测端，它主要的作用是检测控制数据的集中和数据出现的异常情况，并将这些情况及时的反馈给上一级;第三极是总控设备，它一般情况下都是由一台服务器组成的，实现总体数据的集中性管理，控制命令的发送以及异常情况的处理等等。

　　1.2数据通信

　　分布式系统的数据通信服务是基于端口和端口组的基础通信服务，因此所具备的特点较多，主要有以下几点：(1)针对性较强：它主要是指测控系统内所传输的内容形式是一致的，是可以进行预先确定的;(2)可靠性：分布式测控系统在通信网络中的要求非常高，第一点就是对其可靠性的要求，也就是要求数据的传输一定要稳定可靠;(3)较大的数据量：它主要是指测控系统在输入数据较多，采集精度较大的情况下，能够产生大量的实时数据;因此我们在构建分布系统时要根据实际的场合以及所使用的环境，针对与之相适应的组网方式进行确定。

　　1.3任务管理

　　分布式系统所涉及的处理机比较多，而且分布式系统不像其他系统的网络环境那么简单，分布式系统的网络环境是非常复杂的，有的时候有可能会出现多个指令同时执行，因此进行任务调度是非常有必要的，基于嵌入式技术的分布式系统中的任务主要分为两种任务形式，一种是周期性的，一种是非周期性的任务。

　　2.基于嵌入式的分布式系统的应用

　　2.1系统概述

　　系统采用的是三级分布式结构，包括远程上位机、局部管理单元以及电能管理终端。其中远程上位机主要是提供一个人机的界面，以便我们的管理人员进行数据方面的管理和系统的维护等多方面的操作。局部管理这方面则主要是负责数据的采集、处理，它有一个比较好的特点就是可以进行独立操作，能够独立的完成相应的操作。电能管理终端是能够将电能表直接联系在一起的设备，它主要的功能是电能量数据的采集、保存以及上报等功能。

　　2.2系统各部分的设计

　　(1)远程上位机。我们知道在系统当中，远程上位机一般情况下所采用的较为普通的带显示器的PC机，它主要是用来实现与局部管理单元的通信以及数据的双向传输等功能，而且非常便于工作人员从远程对整个系统进行相应的管理和控制。

　　(2)局部管理。分布式系统对于局部管理单元是有一些要求的，一是要求局部管理单元具备通讯功能，而且通讯功能是可以远程控制的，这样就能够将所采集的数据信息通过通讯的形式传送回远程上位机。二是要求局部管理单元具备可以触摸的屏幕和电容屏按键，这样能够更加直观的查看装置以及电表的设置参数问题。三是要具备掉电保护功能。

　　2.3系统软件架构以及任务管理

　　(1)局部管理单元

　　局部管理终端运用了嵌入式的操作系统，我们为了更加系统的运用其中的功能，将软件分为了不同的模块，这些模块各司其职，分别负责与远程上位机进行通讯，与电能的管理终端通讯等模块线程。而分布式系统的线程则主要是通过全局的变量和全局文件来实现最终的数据共享的，对于全局变量和全局文件在进行相应的访问时，我们是通过利用互斥锁来实现之间的协调同步的。

　　(2)电能管理终端

　　其实电能管理终端所具备的功能并不是特别多，而且它只是需要与局部管理单元进行相应的数据交换就可以，所以我们在软甲的架构上所采用的是相对比较传统的前台后台的工作方式，在这种方式当中我们以后台的应用程序为主应用程序，后台主要的工作是完成电能的采集和处理以及分布式系统状态的显示等功能;而前台则是作为了一个中断的处理程序出现的，去处理的时间我们要求要进行相对比较严格的操作。以确保系统的正常运行。

　　2.4系统各个部分之间的通信

　　2.4.1系统间的握手方式。系统的通信上一般都是运用的自上而下的方式，远程上位机与局部管理单元之间的通信一直都是由远程上位机开始的，其具体的方式是：开始通信的一方先发出相应的功能指令，应答的一方要做出回应。如果出现没有应答的情况或者是出现了错误的应答时，就需要开始一方重新发送命令。直到应答方回应正确为止，还有一种情况就是重发的次数达到了规定的最大重发次数时，我们就定义为此次通信是失败的。

　　2.4.2远程上位机与局部管理单元间用以太网进行通信局部管理单元与远程上位机之间是采用的以太网进行的通信，而且还采取了自定义形式的通信协议。数据的长度根据不同的情况会有所不同，检验域效验包括命令域和数据域的长度，而信息包长度是指命令域的长度、数据域长度的总和。

　　基于嵌入式技术的分布式系统，采用了分级结构这一形式，因此也具有较好的智能型和扩展性，数据采集非常的稳定可靠，可以说这一系统是比较典型的分级分布式智能系统，如果我们对系统的结构和功能进行适当的调整，就可以适应各个场合，因此它也具有较强的灵活性。

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