[发明专利]分布式测控系统

说明书

本申请涉及一种分布式测控系统包括至少一个主控计算机，每个主控计算机包括至少一个网卡；与至少一个网卡连接的至少一条通信总线；设置在至少一条通信总线上的多个网络节点，多个网络节点通过通信总线互相通信；以及与每个网络节点连接的执行机构或传感器。本申请由于通信总线上多个网络节点之间可以互相通信，取消了网络交换机、节点计算机等中间信息交换节点，提高系统实时性，降低出错率，并且布线简化、成本降低。

技术领域

本申请属于测控系统技术领域，具体涉及一种分布式测控系统。

背景技术

测控系统指的是以数字或模拟传感器为基础，以电动机、液压、气压等装置为执行机构的动力源的系统，由一台或几台计算机系统进行控制。目前，传统测控系统采用系统架构是树形结构，这种结构方式下，主控计算机为树根节点，通过网络交换机连接多台节点计算机分支出枝杈，每个节点计算机再通过连接一个或多个数据采集装置及控制器，通过数据采集装置或控制器再连接传感器或执行机构。这种系统架构对于大型测控系统，中央计算机只能通过增加交换机和节点计算机的方式扩展测控系统的容量，不仅造成中间节点数量大增，还会使测控信号由于经过不同网段转发、传输路径冗长导致实时性变差；另外，大量中间节点中继交互增大了出错概率，使系统可靠性变差，出问题难以排查，系统维护困难；并且，引入中间节点也会增加系统成本。

发明内容

为至少在一定程度上克服传统测控系统的系统架构采用树形结构导致传输信号实时性差、出错概率高、系统维护困难的问题，本申请提供一种分布式测控系统，包括：

至少一个主控计算机，每个主控计算机包括至少一个网卡；

与所述至少一个网卡连接的至少一条通信总线；

设置在所述至少一条通信总线上的多个网络节点，所述多个网络节点通过通信总线互相通信；

以及与每个网络节点连接的执行机构或传感器。

进一步的，所述网络节点为EtherFAC节点，所述EtherFAC节点包括：

EtherFAC网卡、嵌入式CPU和计算处理单元模块；

所述计算处理单元模块包括运动控制器、驱动器、IO逻辑控制器和AD/DA变送器中的至少一种；

所述嵌入式CPU用于接收所述计算处理单元模块获取的数据，并通过所述EtherFAC网卡与所述主控计算机进行数据交互。

进一步的，所述通信总线为普通5类或6类以太网双绞线，所述通信总线的校验机制为一问一答机制，具体包括：

主控计算机和每个网络节点每隔预设周期时间发送一条IP/AP包，并在下一个周期接收应答包；

如果连续多个周期未收到对方的应答信号则认为对方节点工作异常，所述主控计算机或网络节点进行记录和报警。

进一步的，还包括：

动态链接库，所述动态链接库包括基于C++的EtherFAC操作库函数，所述EtherFAC操作库函数用于进行跨平台调用，负责所有EtherFAC节点的信息汇总和命令发送，完成人机界面显示、数据分析与处理、设备控制、任务调度、数据记录、监控、报警中的至少一种。

进一步的，所述每个EtherFAC节点具有网关IP地址及设备IP地址，还包括：

EtherFAC节点的网关IP地址与对应的主控计算机上的网关IP地址相同；

网络总线连接网口的IP地址与EtherFAC节点的IP地址属于同一网段。

进一步的，所述网络总线上的数据是以IP/AP数据报的格式进行传输。

进一步的，所述IP/AP数据报的生成方法包括：

通信节点对传感器获取的数据进行标识和封装，生成带有有源IP地址和目的IP地址的数据报；

将所述数据报附加通信节点网卡地址和目的网卡地址后再次封装，得到IP/AP数据报。