農(nóng)機(jī)檢測(cè)通用接口處理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的研究

王 沫

(通榆縣雙崗鎮(zhèn)農(nóng)機(jī)站，吉林 通榆 137200)

0 引言

簡(jiǎn)單來說，接口技術(shù)通常是將硬件與軟件有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)主機(jī)與外部設(shè)備在通信與數(shù)據(jù)方面的交換與處理，保證兩者在匹配后發(fā)揮的效果能夠最優(yōu)化，以此提高在信息交換方面的高效性與可靠性。接口一定要具備幾個(gè)功能：第一，信息格式良好轉(zhuǎn)換；第二，多樣化信息與電平有效轉(zhuǎn)化；第三，對(duì)輸入數(shù)據(jù)與輸出數(shù)據(jù)起到緩沖作用；第四，對(duì)各種命令起到接收與執(zhí)行作用；第五，輸送處于多樣化狀態(tài)下的數(shù)據(jù)；第六，自主進(jìn)行中斷的管理等。自動(dòng)化檢測(cè)簡(jiǎn)單來說是基于計(jì)算機(jī)控制下，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備、零部件以及系統(tǒng)在性能方面的故障診斷與故障檢測(cè)，與此同時(shí)其也為性能、故障等檢測(cè)與故障定位方面的一個(gè)整體名稱。

1 處理系統(tǒng)原理分析

從該系統(tǒng)基本原理來看，能夠被劃分成三個(gè)系統(tǒng)，第一個(gè)系統(tǒng)是信息采集方面的系統(tǒng)；第二個(gè)系統(tǒng)是數(shù)據(jù)接受與控制方面的系統(tǒng)；第三個(gè)系統(tǒng)是數(shù)據(jù)處理方面的系統(tǒng)。這些系統(tǒng)都分別位于完整系統(tǒng)里面的感知層、應(yīng)用層與傳輸層[1]。其實(shí)際流程為，系統(tǒng)中的傳感器在收集到數(shù)據(jù)后，進(jìn)行相關(guān)處理，在處理完畢后通過無線模塊發(fā)射，之后由其他無線模塊進(jìn)行接收，由USB接口將其輸入進(jìn)電腦，應(yīng)用電腦軟件將輸入的數(shù)據(jù)展開處理和修正，最后形成報(bào)表。

在信息采集系統(tǒng)中進(jìn)行多個(gè)連接口的配置，其中每一個(gè)接口在接入方式上都是能夠經(jīng)過設(shè)計(jì)而變更的，這樣一來能夠有效滿足多樣化傳感器與多樣化信號(hào)接收設(shè)備在接收方面的便捷性，此外其處于電力供應(yīng)環(huán)境下，還能夠選擇發(fā)揮蓄電池作用[2]。

數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)通常會(huì)用于對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)的處理和接收，該操作需要通過設(shè)置軟件來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)處于軟件界面時(shí)，首先要標(biāo)定好儀器特定部分，以此保證形成具有高精度性質(zhì)的校正效果，之后會(huì)基于這個(gè)結(jié)果，修正實(shí)際被檢測(cè)出來的數(shù)據(jù)，并通過試驗(yàn)得出最終實(shí)驗(yàn)結(jié)果，最后形成報(bào)告即可[3]。

2 系統(tǒng)組成

2.1 硬件

該系統(tǒng)硬件主要包含信號(hào)采集器、信號(hào)傳輸器以及終端顯示器三個(gè)部分。為了保證各個(gè)部件能夠保持正常運(yùn)行，需要根據(jù)系統(tǒng)需求進(jìn)行信號(hào)通信傳輸硬件的選配。

2.1.1 信號(hào)采集器

對(duì)于農(nóng)業(yè)機(jī)械來講，主要涉及到的技術(shù)參數(shù)包括溫濕度、水壓、氣壓、光照強(qiáng)度、太陽輻射等。為了保障不同檢測(cè)參數(shù)的合理運(yùn)用，設(shè)置了18個(gè)傳感器接口。由于不同技術(shù)的參數(shù)傳感器在數(shù)據(jù)采集過程存在一定差別，所以設(shè)置不同的傳感器接口能夠更加便捷地進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)通信傳輸。并且為了能夠降低數(shù)據(jù)傳輸過程中產(chǎn)生的衰減，需要確保傳感器具備rs232或者rs485接口，同時(shí)可以提供Modbus協(xié)議。在選擇傳感器量程的時(shí)候，需要根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行選配，使這項(xiàng)系統(tǒng)能夠滿足不同量程傳感器的接入。

2.1.2 信號(hào)傳輸器

一般情況下，信號(hào)傳輸器分為有線和無線兩種方式。運(yùn)用有線傳輸操作較為便捷，只需要直接使用USB傳輸線即可完成。而使用無線傳輸方式則具有一定的復(fù)雜性。在當(dāng)前階段，無線傳輸模塊所具備的技術(shù)類型采用了433 MHz頻段無線數(shù)據(jù)終端DTD433，以及GPRS透明傳輸數(shù)據(jù)終端DPT-S09F。其中433 MHz頻段無線數(shù)據(jù)終端DTD433通常支持傳輸距離在3 km以內(nèi)的信號(hào)，而GPRS透明傳輸數(shù)據(jù)終端DPT-S09F則只要滿足中國移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)覆蓋便可以進(jìn)行傳輸，擁有更加廣闊的傳輸范圍，不用擔(dān)心受到不同地域的限制。由于農(nóng)業(yè)機(jī)械通常是在野外進(jìn)行施工作業(yè)，因此無線通信距離在1 km便可以滿足實(shí)際需求。除了要考慮傳輸距離，也需要考慮到數(shù)據(jù)傳輸過程的穩(wěn)定性和精準(zhǔn)度。在無線傳輸過程中選擇433 MHz頻段無線數(shù)據(jù)終端DTD433時(shí)，想要進(jìn)一步提升信號(hào)傳輸?shù)撵`敏度，降低誤碼率，使傳輸數(shù)據(jù)速率維持在2.5 kbps左右，此時(shí)應(yīng)當(dāng)將傳輸碼組的格式設(shè)定為前導(dǎo)碼+同步碼以及數(shù)據(jù)幀的形式。前導(dǎo)碼的長(zhǎng)度設(shè)置為12 ms，這樣可以有效降低背景噪聲的影響，避免數(shù)據(jù)第一位受到干擾造成數(shù)據(jù)傳輸錯(cuò)誤。與此同時(shí)使用CPU編譯碼，在數(shù)據(jù)識(shí)別前添加部分亂碼低于零電平的干擾，維護(hù)數(shù)據(jù)傳輸?shù)撵`敏度和精準(zhǔn)度。

2.1.3 終端顯示器

一般情況下，終端顯示器會(huì)采用電腦顯示器或者打印機(jī)，在使用電腦顯示器作為終端顯示器的過程中，應(yīng)當(dāng)確保電腦的技術(shù)要求滿足相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。CPU主頻高于1.9 GHz，內(nèi)存容量不低于2 GB，硬盤容量應(yīng)當(dāng)至少為500 GB，并且?guī)в泄怛?qū)。

2.2 軟件

隨著農(nóng)機(jī)產(chǎn)品的不斷開發(fā)與改進(jìn)，相關(guān)檢測(cè)技術(shù)也應(yīng)當(dāng)進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)，提升檢測(cè)技術(shù)的精準(zhǔn)度。為了達(dá)到這樣的目的，需要對(duì)控制系統(tǒng)的源程序進(jìn)行修改升級(jí)。軟件系統(tǒng)當(dāng)中的組態(tài)軟件功能強(qiáng)大，具備了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫、實(shí)時(shí)控制、SCADA、開放數(shù)據(jù)接口等模塊，用戶可以根據(jù)自己的控制對(duì)象和控制需求進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制工程，使應(yīng)用系統(tǒng)能夠滿足實(shí)際需求。在編制控制系統(tǒng)的過程中，使用匯編、C語言進(jìn)行編制通常需要花費(fèi)較高的價(jià)格，并且編制時(shí)間較長(zhǎng)，穩(wěn)定性不高，在后期升級(jí)和功能增加也會(huì)受到一定限制。如果應(yīng)用程序編程人員存在大幅度變動(dòng)，那么后期在進(jìn)行源程序修改時(shí)將會(huì)面對(duì)巨大的工作難度。

圖1 軟件控制流程圖

組態(tài)軟件主要是進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和過程控制的專用軟件，通?？梢员３朱`活多樣的組態(tài)方式滿足用戶開發(fā)界面和使用的需求，并且能夠有效解決控制系統(tǒng)通用性的難題。組態(tài)軟件預(yù)設(shè)的各種軟件模塊能夠快速實(shí)現(xiàn)監(jiān)控層各項(xiàng)功能，支持各種硬件廠家的計(jì)算機(jī)與I/O接口，通過與工控計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)合，對(duì)控制層和管理層提供各類接口，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)集成。組態(tài)軟件包括以下幾種功能：(1)強(qiáng)大的界面顯示組態(tài)功能。操作人員可以直接在Windows環(huán)境下借助圖形功能完善界面，快速進(jìn)入開發(fā)狀態(tài)，便捷高效。(2)良好的開放性。組態(tài)軟件能夠與不同通信協(xié)議互聯(lián)，支持多種硬件設(shè)備。組態(tài)軟件不僅可以向下與低層數(shù)據(jù)采集設(shè)備進(jìn)行通信，還可以向上與管理層實(shí)現(xiàn)通信，完成上位機(jī)和下位機(jī)的雙向通信。(3)功能模塊豐富。根據(jù)用戶的測(cè)控需求和現(xiàn)場(chǎng)需求提供多樣控制功能。利用不同功能模塊進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、顯示歷史曲線、提供報(bào)警等功能，使應(yīng)用系統(tǒng)操作更加高效便捷。

3 結(jié)語

農(nóng)機(jī)檢測(cè)通用接口處理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能夠運(yùn)用先進(jìn)的技術(shù)手段促進(jìn)檢測(cè)數(shù)據(jù)精準(zhǔn)性和一致性的提升。不僅能夠提升檢測(cè)水平，還能降低人為干擾造成的影響，進(jìn)一步提升工作效率，保證檢測(cè)工作的高效精準(zhǔn)。優(yōu)化農(nóng)機(jī)檢測(cè)方式，可以實(shí)現(xiàn)在線檢測(cè)，降低檢測(cè)的工作量，保證數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度與可靠性。

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