[实用新型]多层异构动态数据融合自适应控制系统

说明书

技术领域

本实用新型提供了一种多层异构动态数据融合自适应控制系统，主要用于城市轨道交通领域和工业现场控制领域中的多元传感器实时反馈信息的自动采集，并以较高效率和较高精度实现对上述信息的自适应处理和多元控制。

背景技术

目前，随着各类传感器在城市轨道交通和工业控制领域中的大量应用，种类和反馈模式各不相同的传感器和执行器在同一系统中配合使用的现象日益增加，随之产生的庞大的反馈数据量和控制信号量也呈现几何级数性增长。例如，在城市地铁运营系统中，随着地铁站点的不断增加和轨道网络的不断扩充，来自各站点的实时车流、客流量、间隔时间、现场环境参数等多种反馈信息都将成倍增长，这就要求在同样的，甚至更小的车次间隔时间内，轨道交通控制系统的控制效率要大幅提升。而在轿车面漆喷涂车间的环境控制领域，其环境控制变量就有多维度参数(如：温度、湿度、洁净度等)，其中每个控制变量都是一个基于时间、工况和空间区域的多维度的离散分布函数，且参数间的相互影响较为明显。而且对这些环境控制变量的要求，还依车型、批次、工艺作业区(包括电泳烘干、强冷室、寒风密封、PVC喷涂、中涂打磨、面漆喷漆和喷蜡等)以及作业时间的不同而不同。如何实现不同种类，不同制式间传感器反馈信号的有效配合，如何更有效地实现多维数据融合，如何更快捷地产生终端执行器的控制策略并将其下达至相应的执行器等一系列问题已经成为城市轨道交通和工业控制领域亟待解决的问题。

发明内容

本实用新型的目的就是提供一种多层异构动态数据融合自适应控制系统，以解决现有技术存在的不能满足种类和反馈模式各不相同的传感器和执行器在同一系统中大量使用和配合使用的问题。

本实用新型的技术方案是：包括管理终端、节点主服务器和现场控制系统，管理终端通过局域网与节点主服务器连接；所述的现场控制系统包括传感器、A/D转换器、微控制器、D/A转换器和执行器，控制中心主服务器通过总线与微控制器的一个输入/输出接口连接；多个不同类型的模拟传感器均通过A/D转换器与微控制器的输入端连接，微控制器的输出端通过D/A转换器与多个执行器连接。

在所述的微控制器的另一输入/输出接口连接有无线串行接口电路。

所述的节点主服务器与微控制器之间的总线为I²C总线。

所述的A/D转换器采用以多路A/D转换器ADC 0809为处理核心的电路，其模拟通道选择信号A、B、C分别接所述的微控制器最低三位地址A0、A1、A2，而地址锁存允许信号ALE由P2.0控制；8路模拟通道的地址为0FEF8H-0FEFFH，数据传送方式采用中断方式，把表明转换完成的状态信号EOC作为中断请求信号。

所述的D/A转换器采用以D/A转换芯片DAC0832位处理核心的电路，采用双缓冲方式与所述的微控制器连接。

所述的无线串行接口电路由MICRF102单片发射器芯片、MICRF007单片接收器芯片组成，工作在300-440MHz ISM频段；具有ASK调制和解调能力，抗干扰能力强。采用PLL频率合成技术，频率稳定性好；接收灵敏度高达-96dBm，最大发射功率达-2.5dBm；数据速率可达2Kb/s；低工作电压：4.75~5.5V；功耗低，接收时电流3mA，发射时电流7.75mA，接收待机状态仅为0.5μA，发射待机状态仅为1.0μA。

本实用新型的优点是：该控制系统有效的解决了目前多维传感器信号的数据融合问题，同时也简化了轨道交通控制系统和工业控制系统的软硬件设备的升级和维护，成本相对较低。

附图说明

图1是本实用新型三层网络结构实例的电路结构示意图；

图2是本实用新型A/D转换器与微控制器的主要信号连接图；

图3是本实用新型D/A转换器与微控制器之间的双缓冲方式连接图。

具体实施方式

参见图1～图3，本实用新型采用三层网络结构，包括管理终端A、节点主服务器B和现场控制系统C，管理终端A(包括现场计划部门终端1、现场监督部分终端2以及其它部门终端3等)通过局域网D与节点主服务器B连接。所述的现场控制系统C包括多个不同类型的模拟传感器(1、2、…、n)、A/D转换器、微控制器MCU、D/A转换器和执行器(1、2、…、n)，节点主服务器B通过I²C总线E与微控制器MCU的一个输入/输出接口连接；传感器1～n均通过A/D转换器与微控制器MCU的输入端连接，微控制器MCU的输出端通过D/A转换器与多个执行器1～n连接。在所述的微控制器MCU的另一输入/输出接口连接有无线通信接收模块F。