Xecom AWC86A Web szerver a MOL Rt. Tiszaújvárosi Kísérleti Mérõállomás Mérési feladatainak ellátására

Xecom AWC86A Web szerver a MOL Rt. Tiszaújvárosi Kísérleti Mérõállomás Mérési feladatainak ellátására

Komplex Feladat. Készítette:

Kovács Csaba Kieg.Mûszaki Informatikus Hallgató

Komplex Feladat Kovács Csaba ____2001______________________________________________________________________________________

Tartalomjegyzék

Bevezetõ .............................................................................................................................................3 A feladat részletes megfogalmazása.................................................................................................3 A Tiszaújvárosi Kisérleti Mérõállomás bemutatása........................................................................3 A WEB Szerverek..............................................................................................................................5 Az információs rendszer felépítése...................................................................................................7 A rendszer fizikai kiépítése...............................................................................................................8 Az AWC86A Web Server-Controller bemutatása........................................................................10 Általános bemutatás .....................................................................................................................10 A Központi egység CPU..............................................................................................................15 Tápellátás , Hálózati csatlakozás.................................................................................................17 Ethernet LAN csatlakozás............................................................................................................17 Soros Kommunikáció...................................................................................................................18 Programozható Digitális be/ki menetek......................................................................................18 Analóg kimenetek.........................................................................................................................19 Analóg bemenet............................................................................................................................19 Az Operációs rendszer .................................................................................................................20 Az AWC86ADK és a mérõköri elemek kapcsolata ......................................................................22 Összefoglalás....................................................................................................................................23 Irodalom Jegyzék.............................................................................................................................24 Mellékletek

2/28


Bevezetõ Az alábbiakban megfogalmazásra kerülõ rendszert a Miskolci Egyetem Kiegészítõ Informatika szakának Komplex tervezés feladata tárgy keretein belül készítettem el. A feladat kiírása a MOL Rt. Miskolci Üzemében mûködtetett Kísérleti Mérõállomásán tervezett Mérési Projekt részét képezi, mely alkalmassá teszi az állomáson mûködtetett eszközök és mérõ rendszerek adatainak gyûjtésére, és megjelenítésére a MOL Rt. Központjában kitüntetett (megfelelõ jogosultsággal rendelkezõ) gépein. A leírásra kerülõ rendszer fõ feladata választ adni arra a kérdésre ; Alkalmazhatók e és hogyan az új technológiák a az ipari méréstechnikában?

A feladat részletes megfogalmazása. Az ország gázellátását a MOL Rt. Földgázszállítási Üzletága kezeli , felügyeli. A napi karbantartási és beruházási munkákon felül, az itt dolgozó mérnökök feladata a rendszerben használt illetve használni kívánt készülékek technológiák vizsgálata annak érdekében, hogy a rendszer kiállja a mindennapok kihívásait. Ennek megfelelõen a MOL Rt. Rendelkezik egy olyan objektummal, amely az új technológiák vizsgálatát teszi lehetõvé valós ipari körülmények között. Jelen évben lehetõség nyílt - nemcsak a gépészeti és közvetlenül a gázellátáshoz kapcsolódó gépek, berendezések vizsgálatán kívül - a rendszerhez kapcsolódó irányítástechnikai berendezések vizsgálatára is. Ennek keretein belül készülhet el a következõkben részletezésre kerülõ rendszer is. Feladata olyan új információs rendszerek alkalmazása, technológiák vizsgálata, melyek segítségével a kísérleti mérõállomáson fölszerelt aktív és passzív mérõelemek adatai közvetlenül a MOL Rt. Intranet hálózatába juttatva olyan online rendszer alakuljon ki melynek segítségével a döntéshozás minden pillanatban az irodai körülmények között kapjon friss információkat az állomás aktuális paraméterérõl.

A Tiszaújvárosi Kísérleti Mérõállomás bemutatása A MOL Rt. Tiszaújvárosi objektumán került kivitelezésre a 1990–évek közepén egy olyan gázátadó állomás, mely alkalmas a gázszállítás technológiai berendezéseinek ipari körülmények közötti vizsgálataira. Az 1. sz . ábra a rendszer technológiaii kialakítását mutatja vázlatos formában.

3/28


1.ábra

Az állomás primer oldali megtáplálása a távvezetéki nyomások jellemzõ nyomás szintje értéke: 63bar.

Az állomáson felszerelésre került egy állandó nyomást biztosító nyomásszabályozó is kimenõ értéke 16bar. Az állomás maximális kapacitása 25000m3/h. Az állomás üzemeltethetõ ezen szabályozó rendszer megkerülésével is.

4/28


Az állomáson két mérõág van kialakítva. Mindkét ágban be van szerelve egy – egy mérõperem az átáramlott mennyiségek számszerûsítésére, melynek mûszerezése egy kültéri mérõszekrényben van csoportosítva. Az állomás alap mûszerezéséhez tartozik még egy a kísérleti mérõszakaszt megelõzõ nyomásmérõ mûszer, egy a szakaszt követõ nyomást mérõ távadó , valamint egy hõmérséklet távadó ad információt a vezeték rendszerben áramló gáz hõmérsékletérõl. A technológia két egymáshoz kapcsolódó részbõl tevõdik össze. ? ? Állandó szakasz ? ? Kísérleti mérõszakasz Az állandó szakaszban az 1. táblázatban látható mérési pontok lettek kialakítva. A kísérleti mérõszakasz primer mûszerezése minden esetben az állomáson kialakításra kerülõ éppen aktuális technológiához szükséges mérõelemeket tartalmazza.. Mérõpont Megnevezése Érkezõ nyomás Kimenõ nyomás M1 Nyomáskülönbség L M1 Nyomáskülönbség H M2 Nyomáskülönbség L M2 Nyomáskülönbség H

Mérési tartomány 0-64bar 0-16bar 0-100mbar 0-400mbar 0-100mbar 0-400mbar

. 1. táblázat

A WEB Szerverek A 1990-es évek kezdetén az egész világon térhódítását kezdte egy új az egész világot behálózó számítógép alapú információs rendszer, mely a World Wide Web nevet kapta. A WWW (röviden Web) gyakorlatilag az Internetet médiává tette, azáltal hogy

5/28


az információs térben levõ adatokat a grafikus feldolgozás adta lehetõségek teljes tárházát alkalmazva mindenki számára elérhetõvé, „emészthetõvé” tette.

2. ábra A Web és ezáltal az Internetes és Intranetes rendszerek alapját a Kliens –Szerver modell képezi. Egy ilyen modellt szemléltet a 2 ábra. A kliens kérését egy kliens program közvetíti a Szerver felé. A Szerverek a kérésre a kliensek által kért dokumentumokat (dokumentum formátumokat) küldik el a kliens gépére. A kommunikációt a kapcsolattól függõ protokoll határozza meg. A fizikai kapcsolata a TCP/IP hálózati protokoll segítségével valósul meg. Az egyes szereplõk dialógusa a HTTP (Hyper Text Transfer Protokol) használatára épül. A hypertext olvasása az úgynevezett kliens oldali böngészõkkel lehetséges. A hypertext dokumentum egy speciális nyelven: a HyperText Markup Language (HTML)nyelven készül. Ennek a nyelvnek a segítségével írják le a dokumentum külsõ megjelenítési formáját. A html dokumentumokat a Web szerver tárolja és a kliens kérésére a hálózaton keresztül a rendelkezésére, bocsátja. A kliens böngészõje a dokumentumban leírt specifikációknak megfelelõen jeleníti meg a kívánt információkat, beleértve a multimédiás dokumentumokat is. A Web szerverek lehetõséget nyújtanak a statikusan tárolt információkon túl, különbözõ programok, scriptek (program nyelvek) segítségével dinamikus információk elõállítására html formátumban a kliensek számára. Ezek a dinamikus

6/28


információk származhatnak a szerverhez kapcsolódó adatbázisokból, és külsõ vagy belsõ perifériák által szolgáltatott információkból is. Ezáltal lehetõség nyílik a szerverekhez, vagy belsõ hálózatokhoz kapcsolódó különféle rendszerek adatainak továbbítására, megjelenítésére az Internet, Intranet hálózatokon. A Web szerver feladatokat általában egy (vagy több) számítógép látja el mely, rendelkezik a feladathoz szükséges operációs rendszerrel és alkalmazásokkal. A technikai fejlõdések lehetõvé tették olyan integrált rendszerek kialakítását melyek magukba foglalják: mind az internetes kommunikációhoz szükséges hardvereket és szoftvereket és a külsõ perifériák kezeléséhez alkalmazott kontrollereket is. Így létrejöttek olyan mérésadat gyûjtõ, vezérlõ egy chip-es kontrollerek amelyek önállóan alkalmasak a mérési feladatok lekezelésére és a Web szerver funkciók ellátására is.

Az információs rendszer felépítése Az általam tervezett rendszer blokksémáját a 3. ábra szemlélteti

3. ábra

A primer mûszerezés az állomáson elhelyezett nyomás, nyomás különbség, hõmérséklet és a kontatktus mûszerek adatait tartalmazza, melyek a rendszer központi magját képezõ Web szerver - kontroller fogadja a megfelelõ leválasztásokon keresztül. A kontroller közvetlen ETHERNET csatlakozásán keresztül kapcsolódik az

7/28


állomás mûszerhelységében elhelyezett HUB eszközzel, melynek feladata az objektumon lévõ intelligens eszközök számára a helyi hálózat kialakítása. A HUB-ra kapcsolódik még továbbá az állomás biztonsági rendszerét képezõ kamera (CAM) valamint az opcionális helyi megjelenítést célzó számítógép is. A HUB kapcsolatai a külvilággal két módon valósítható meg: ? ? Routereken és MoDemeken keresztüli HDSL technológián alapuló hírközlési rendszer. ? ? Üvegszálas fénykábeleken keresztüli csatlakozás a MOL Intranet belsõ hálózata felé. A két különbözõtechnikai megoldás részletezése nem része jele feladatnak. A továbbiakban a hírközlési kapcsolat megvalósítását adottnak tekintem, és a leírásban szereplõ Web szerver-kontroller kapcsolatait csak az ETHERNET hálózathoz való kapcsolatáig részletezem. Az állomás jeleinek feldolgozását és az állomás adatainak továbbítását a Web szerverkontroller végzi. Az állomás belsõ hálózata 10Mbit/s maximális adatforgalmat biztosítanak. Mivel az adatok feldolgozása a MOL Rt Miskolci üzemközpontjában lévõ számítógépeken történik, így a sebességek függenek a különbözõ szegmenseket összekötõ hírközlési rendszerek maximális sebességétõl is. A rendszeren 64Kbit/s a maximális sebesség. Ez a sebesség alkalmas az általam elképzelt rendszer adatainak korrekt megjelenítésére az adott végpontokon.

A rendszer fizikai kiépítése Az állomás primer mûszerei, mûszerhelységben kerülnek feldolgozásra. Az állomáson a mûszerek felszerelése és kiépítése adott. A mûszerhelységben fiókos elrendezésû 19” RACK kivitelû mûszerszekrényben vannak a primer mûszerek tápellátását és adattovábbítását biztosító kábelek sorkapcsokra kifejtve A mûszerek megtáplálását és a galvanikus leválasztását MMG 3775 típusú távadó tápegység biztosítja. A mûszerszekrény 220V megtáplálással rendelkezik és biztosítja az egyes kiszolgáló áramkörök mûködéséhez szükséges tápfeszültséget.

8/28


Mivel a primer áramkörök a mérés jellegétõl függõen több feldolgozó mûszerhez is kapcsolódhatnak, ezért minden a mérési körben szereplõ analóg értéket feldolgozó mûszert soros jellegû áramhurokba kell kötni. Alkalmazkodva a rendelkezésre álló terület adottságaihoz a Web szerver-kontroller csatlakozási felületeit és a szerver dobozolásait az elõzõeknek megfelelõen a következõképpen alakítottam ki. A konntrolert egy 19”x 5” x 6” RACK-ban helyeztem el. A szükséges csatlakozó felületek a RACK hátlapján kerültek kivitelezésre. A csatlakozási felületek a következõk: ?? ?? ?? ?? ?? ?? ??

ANAIN ANAOUT DIO RS232B RS485 ETHERNET 220VAC

analóg bemenetek analóg kimenetek digitális be/ki –menetek soros csatlakozó soros csatlakozó 10T BASE megtáplálás

25 pólusú CANNON 9 pólusú CANNON 25 pólusú CANNON 9 pólusú CANNON RJ45 RJ45 szabványos 3 pólusú

A rendszer MASTER soros bemenetét a RACK elõlapjára helyeztem el, a könnyû kezelhetõség érdekében. A mûszerhelységben került továbbá a helyi hálózat kialakításához szükséges 3COM típusú Ethernet UTP/BNC fogadására képes HUB eszköz, mely a mûszerhelységben 8 portos helyi hálózat kialakítását teszi lehetõvé.

9/28


Az AWC86A Web Szerver -Kontroller bemutatása Általános bemutatás A feladat megvalósításához a XECOM cég által gyártott AWC86A típusjelû integrált Web szerver-kontrollert választottam. Az AWC86A áramköri blokksémáját a 4. ábra szemlélteti.

4.ábra Az Integrált áramkör alkalmas analóg és digitális jelek fogadására, soros kommunikációra, számos szabványos protokollokat használó hálózati kommunikációra beleértve természetesen a TCP/IP kommunikáción keresztül megvalósított http protokollt is. AWC86A Slim-Link SERVER fantázia nevû Web szerver-kontroller központi egységét az AMD 186 processzora alkotja. Ehhez kapcsolódnak a rendszer system buszán keresztül az analóg és a digitális be/ki meneti eszközök az idõzítõ eszközök és a processzor kezelését végzõ IRQ be/ki menetek. Az AWC86A system buszára kapcsolódik az 512Kbyte-os FLASH és SRAM memóriák melyek szerepe mind a mûködtetõ programok, mind pedig az adatok tárolása, bufferelése. Az AWC86A 8 analóg bemenettel rendelkezik, melynek megvalósítását egy 12bit felbontású analóg digitál konverter (ADC) végzi Az ADC maximális felbontóképessége 12bit. Az egy bitre adódó feszültség változás azaz az ADC felbontó képessége .00122Volt. 10/28


Mint azt a Blokk diagramm is mutatja a buszra kapcsolódik még továbbá a 10Mbit/s kapcsolatra képes IEEE 802.3 és ANSI 8802.3 szabványú hálózati csatlakozó modul is. Amely gyakorlatilag egy integrált AM79C961A Ethernet kontroller, mely a hálózati kapcsolatok megvalósításához szükséges fizikai OSI réteget tartalmazza. A két soros kommunikációs bemenetet az AMD186 processzor közvetlenül vezérli. A ’B’jelû soros port képes adatok vételére és adására valamint a soros vonalak szabványos kontroll vonalainak kezelésére. Az ’A’ jelû soros port adatok vételére és továbbítására alkalmas, a kontroll vonalak kezelése nélkül Az A porton keresztül valósul meg a rendszer programozása is így ez a port a rendszer úgynevezett MASTER be/ki menete.

Megnevezés (Jellemzõ) CPU FLASH RAM RAM Hálózati I/F Digitális I/O Analóg Kimenet Analóg Bemenet Real Time Óra Real Time Operációs rendszer Real Time Kernel TCP/IP protokol HTTP (WEB ) Szerver

AWC86A AMD 186ES-40 512 KB 512KB 10Base –T 22db programozható digitális I/O, idõzítõ és soros port 2 csatorna 12bit felbontás 8 csatorna 12 bites felbontás Modulba Integrálva Operációs Rendszerben

2.táblázat Az integrált rendszer fontosabb jellemzõit a 2. táblázatban foglaltam össze. A chip mechanikai kivitele a 5. ábrán a lábkiosztása 6. ábrán látható.

5.ábra

11/28


6.ábra ? ? TD+,TD-,RD+,RD- : 100ohm impedanciával rendelkezõ 10Base-T csatlakozást kezelõ bemenetek ? ? NSTAT, NXMT : a hálózati adatáramlást, a LAN jelenlétét jelzõ kimenetek. Alkalmasak LED közvetlen meghajtására ez által jelezve a hálózati kommunikáció aktuális állapotát. ? ? DIO0(TXDA),DIO1(RXDA) : a AMD 186 kontroller CPU 27. és 28. programozható digitális be/ki menetei. Ezek a csatlakozások használhatók a Soros „A” Port Transmit Data bemenetének és a Received Data kimenetének is. Soros „A” Porton a hardveres jelzõbitek nincsenek használva! ? ? DIO1(/RTSB), DIO2(/CTSB),DIO3(TXDB), DIO4(RXDB) : a AMD 186 controller CPU 20., 21., 22 és 23. programozható digitális be/ki menetei. Ezek a csatlakozások használhatók a Soros „B” Port Request to Send, Clear to Send, 12/28


?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ??

?? ?? ?? ?? ??

Transmit Data, Received Data csatlakozásainak is. A Soros „B” Porton a hardveres jelzõbitek használhatók! DIO6,DIO7, DIO10, DIO11, DIO12, DIO22, DIO23,DIO24DIO25 Az AMD 186 controller CPU közvetlen programozható digitális be/ki menetei. DIO8(INT2), DIO9(INT4), DIO13(INT6), DIO14(INT5) az AMD 186 controller CPU 31,30, 13, 12 programozható digitális be/ki menetei.Ezek a csatlakozások a mikrokontroller 2., 4., 6., 5. megszakítás kérés bemenetei is egyben. NMI a mikrokontroller nem maszkolható megszakítás bemenete. INT1, INT3 a kontroller 1., 3 megszakításkérés bemenetei. VREF A Simlink Server analóg bemeneteinek referencia feszültsége. Maximális értéke a VCC bemenet +50mV. A Real Time óra állandó tápellátását biztosító háttér elem bemenete. /RESET A szerver külsõ alacsony szintû Reset bemenete. DGND, AGND Referencia föld benmenetek a Digitális és az Analóg I/O számára. AIN0,AIN1, ANI2, AIN3, AIN4, ANI5, ANIN6, ANIN7 . A 8db analóg bemeneti csatorna, ezek a bemenetek az Analóg Digitál konvertere(ADC) kerülnek.Az ADC egy soros digitális jelkimenettel csatlakozik az AMD186 mikrokontroller 26. programozható digitális bemenetére. ADCIN, MUXOUT : az ADCIN az ADC kimenete, mely alap állapotban a MUXOUT ra van kötve, mely egy a nyolcból multiplexált kimenete az AWC86A analóg bemeneteinek DA0, DA1 : az AWC86A analóg kimenetei melyeket a mikrokontroller 26. programozható digitális kimenetébõl állit elõ az ADC. DIO15(TIN0), DIO16(TOUT0) : a AMD 186 controller CPU 11.,10. programozható digitális be/ki menetei .Illetve a Timer 0 idõzítõ be/ki menetei. DIO20(TIN1), DIO21(TOUT1) : a AMD 186 controller CPU 1., 0. programozható digitális be/ki menetei .Illetve a Timer 1 idõzítõ be/ki menetei. DIO19(DT/R) : a AMD 186 controller CPU 4. programozható digitális be/ki menete .Illetve a mikrokontroller külsõ adatbuszának jelzõ bitje. Ha DT/R alacsony az AMD186 adatokat fogad, ha a DT/R mags szinten van az AMD186 adatokat helyez a buszra.

? ? VCC a Slim – Link szerver tápfeszültség bemenete . Névleges feszültség : 5Volt

13/28


Az áramkör egyedi Multi-task Multi-user operációs rendszerre épülve alkalmas a kontroller által szolgáltatott statikus és dinamikus adatok egyszerû online megjelenítésére illetve a felhasználói szoftver által engedélyezett vezérlések, parancsok kiadására , az ismert böngészõk segítségével - valamint a szolgáltatott protokolloknak megfelelõ közvetlen parancsok segítségével.-. A rendszer programozása CGI és JAVA Appletek segítségével valósítható meg. A szükséges kezelõ szoftverek a kontroller számára Borland C++ nyelven készíthetõek, melyek az 512Kbyte méretû FLASH memóriába töltve önállóan futtathatók. A rendszer magját egy Real Time (RTOS) operációs rendszer alkotja. A MicroRTOS? operációs rendszer egy széleskörû szolgáltatást biztosító operációs rendszer, melynek segítségével a kontroller minden funkciója elérhetõ a fejlett professzionális protokollok segítségével Az Advanced Web Communications? jóvoltából az AWC86A Web-szerver kontroller egy fejlesztõi panelen (AWC86ADK) a Slim-Link SERVER minden lehetõségét egységként kínálja, így a rendszereink fejlesztése kényelmes körülmények között valósítható meg. A készlet kialakítása a 7. ábrán látható.

7.ábra

14/28


A Központi egység CPU Az integrált Web szerver központi egységét az AMD AM 186ES-40 típusú processzora alkotja. A CPU teljes mértékben intel 80i186 processzorával kompatibilis, viszont attól eltérõen az utasítások elvégzésének sebessége lényegesen nagyobb az intel i386 pocesszoránál is. Az 8. ábra egy összehasonlítást tartalmaz a különbözõ processzorok sebesség viszonyait szemléltetve MIPs-ben, azonos feltételek között.

8. ábra A processzor tulajdonságai: -

3.3V tápfeszültség 20,25,33, 40 MHZ órajel bemenet 16Bit adatbusz 20Bites címbusz 32Bites címzés 16Bites multiplexálással 2db asszinkron full duplex soros port 7,8,9 adatbit kezelehtõséggel, hardver „handshaking” lehetõséggel 32db programozható (PIO) digitáli be/ki menet 2 csatornás DMA 1MB memória címtartomány 64KB I/O címtartomány Watch Dog áramkör NMI vagy Reset lehetõséggel 2db szabad DMA csatorna 8 külsõ és 8 belsõ megszakítás kezelése teljes i186 kompatibilitás

15/28


A továbbiakban mivel a CPU integrálva szerepel a rendszerben csupán az átláthatóság szintjéig kívánok a processzor felépítésével foglalkozni. Ennek megfelelõen a processzor blokk diagrammját 9. ábra szemlélteti. amely számomra a programozási folyamatban adott nagy segítséget.

9.ábra

16/28


Tápellátás , Hálózati csatlakozás A rendszerbe a XECOM cég által gyártott fejlesztõi panel került beépítésre, így a tápellátást a panel mûködtetéséhez szükséges tápfeszültségek oldaláról részletezem. A tápfeszültségek a soros kommunikációhoz szükséges feszültségeket is beleértve +12 Volt – 12Volt + 5Volt egyen feszültségek és GND. A hálózati táellátást egy ~ 220Volt megtáplálású kapcsoló üzemû tápegység biztosítja a fejlesztõi . A csatlakozás 5 pólusú DIN segítségével valósul meg. A tápegység áramfelvétele ~ 0,7Amper. A 3. táblázat a rendszer környezeti paramétereit foglalja össze:

Érték Egység Minimum Tipikus Maximum AWC86A Tápfeszültség (VCC) 4.75 5 5.25 V Áramfelvétel (ICC) 249 MA Környezeti hõmérséklet(Tk) -20 20 100 C? Realt Time óra táfeszültség (V.bat) 2 3 5.5 V Realt Time óra áramfelvétel (I.bat) 0.2 0.3 ?A A/D referencia feszültség (Vref) 1.5 4.096 5 V Paraméter

3. táblázat

Ethernet LAN csatlakozás 10Base-T Ethernet csillagpontos csatlakozási lehetõség RJ45 típusu csatlakozó segítségével történik, amely az AWC86ADK panelen ki van alakítva. A kapcsolódó sodort kábel maximális hossza : 100m. A csatlakozás az AWC86A TD+,TD,RD+,RD- bemeneteire van kötve. A hálózat jelenléte és a kommunikáció megfigyelhetõ a szerver NSTAT és NXMT kimeneteire kötött LED diódák

17/28


segítségével. Az Integrált AM79C961A l BUS MASTER módjában a Web szerver teljes memória tartománya kezelhetõ a hálózaton keresztül is. A hálózati kártya MAC Ethernet fizikai címét az áramkör EPROM-memóriája tartalmazza. Soros Kommunikáció A két Soros kommunikációs port közvetlen kapcsoltban van a CPU-val. A Portok csatlakozásai az ADK panelen két 9 pólusú CANNON csatlakozóra vannak kivezetve az RS232 szabvány ajánlásainak megfelelõen. A rendszer teljes mértékben való hozzáférését a PORT „A” biztosítja. Ezen a porton keresztül történik a rendszer paramétereinek beállítása, a szükséges applikációk feltöltése. A PORT „B” szabványos Hardware Flow Controll jelekkel ellátott felhasználói soros port. A portokon megvalósítható 7,8,9 adatbitet tartalmazó kommunikáció paritás és start bit beállítási lehetõségekkel. A Soros „B” port kommunikációja az alábbiak szerint valósítható meg. o RS232 o RS485 o Integrált Xecom 3430 MoDem A választás a kommunikációk között az ADK panelen való jumper segítségével lehetséges. Programozható Digitális be/ki menetek A rendszer 22db szabadon programozható digitális be/ki menettel rendelkezik. Ezek közül 11db teljesen szabadon programozható, vagyis nincs osztott funkciója. Az osztott funkciókat a mikrokontroller vezérlésére, és a jelzések kialakítására szolgál Amelyek információkat szolgáltatnak a mikrokontroller állapotáról. A Digitális jelzések és be/ki menetek tipikus feszültség adatait tartalmazza az alábbi táblázat. Megnevezés Programozható I/O vonalak Digitális bemenetek Interrapt bemenetek Reset NXMT NSTAT

Típus Bemenet Kimenet Bemenet Bemenet Bemenet Kimenet Bemenet

18/28

Alacsony szint Umax

Magas szint Umin

0.8V 0.45V 0.8V 0.8V 0.8V 0.8V 0.8V

2V 2.4V 2V 2V 2.4V 2.4V 2.4V


Az alacsony szintek tipikus értéke GND, a magas szint VCC.

Analóg kimenetek Az AWC86A 2db analóg kimenettel rendelkezik. Tipikus feszültségei -

Maximum Minimum

4.096 Volt 0.0 Volt

A kimeneteket 12-bit felbontású ADC szolgáltatja. Ehhez a funkcióhoz az ADC a mikrokontroller PIO3, PIO26, PIO29 programozható I/O vonalait használja fel. Az ADC 24-bit es soros adat bitet konvertálja a két analóg kimenetre. Az adatokat az AM 186 szinkronizálja . Az elsõ 12 bit a DA0, az következõ 12 bit a DA1 kimenet értékét hordozza. A kimenõ feszültség felbontásának tipikus értéle 1mV

Analóg bemenet A 8 db analóg bemenet. Az ADC bemenetére jut majd a12 bites felbontású ADC soros digitális jelei a mikrokontroller PIO26 programozható I/O vonalára kerül. A kontroller PIO2 programozható be/ki menete magas szinten van amikor az AMD 186 kontroller 4-bites multiplexált címet küldi a PIO26-os I/O csatlakozásán és alacsony amikor az ADC adatokat küld a PIO26 bemenetre. A kapcsolat szinkronizálását PIO29 programozható I/O végzi. A bejövõ feszültség felbontásának tipikus értéke 0.00122V. Az analóg csatorna kiválasztásának 4-bites címrendszerét szemlélteti az alábbi táblázat. Csatorna Mind Ch 0 Ch 1 Ch 2 Ch 3 Ch 4 Ch 5 Ch 6 Ch 7

EN (bit 3) 0 1 1 1 1 1 1 1 1

D2 (bit 2) x 0 0 0 0 1 1 1 1

19/28

D1 (bit 1) x 0 0 1 1 0 0 1 1

D0 (bit0) x 0 1 0 1 0 1 0 1


Az Operációs rendszer

A Slim-Link® Szerver három interaktív parancsmóddal rendelkezik: 1. AWE 86MON Monitor: Mikrokontroller közvetlen kapcsolata. Segítségével a Az AMD186 közvetlen paraméterei, és a buszra kapcsolódó elemei vizsgálhatók, vezérelhetõk. A monitor parancsait az 1. sz. melléklet tartalmazza 2. MicroRTOS™ Real Time Operaciós rendszer : Multi – user, Multi –task valós idejû operációs rendszer. Az operációs rendszer parancsait a 2. sz. melléklet tartalmazza. 3. MicroRTOS Debug Utilily : A Web szerver aplikációk és programok riportok kezelését végzõ rendszer. Parancs készlete 3. mellékletben található. A parancsmódok közötti váltásokat az 10. ábra szerint érhetjük el.

10.ábra Az operációs rendszer magjában integrálva találhatjuk a rendszer mûködéséhez szükséges protokollokat, amelyek segítségével megvalósulhat a kommunikáció a web szerve kontroller és a külvvilág között. Az Operációs rendszer felépítését, a kernel moduljai a 11.ábra szemlélteti. Az integrált http szerver kompatíbilis az ismert web böngészõkkel ( Internet Explorer, Netsccape) . Statikus lapok megjelenítésén kívül alkalmas dinamikus web lapok megjelenítésére is, CGI használatával C nyelven írt programok segítségével. Az Internet kommunikációhoz TCP/IP protokoll áll rendelkezésre. Az Operációs rendszer hálózati kommunikációja az OSI ajánlásait követve a 7 réteget

20/28


tartalmazza, a megjelenítési és viszony rétegek beintegrálásával az szállítási réteg szintjébe. A rétegeket az alábbi táblázat tartalmazza:

Réteg

Megnevezés

A Slim-Link szerverbe integrálva

7 4 3 2 1

Alkalmazási Szállítási Hálózati Adatkapcsolati Fizikai

Web Oldalak\ Taszkok TCP/UDP IP/ICMP ARP/Ethernet 10Base-T

Az Operációs rendszer 32 user taszkot tartalmaz melyek alárendelt szerepet töltenek be a Real Time magas prioritással futó mikrokontroller taszkoknak, biztosítva ez által a rendszer állandó helyes mûködését.

11.ábra

21/28


Az elõzõeknek megfelelõen a TCP (Transmission Controll Protokol) feladata az Internetes kapcsolat ellenõrzött megvalósítása, az elkészült csomagok idõben eltérõ továbbítása, helyességének vizsgálata. A csomagok, az IP (Internet Protokol)l által meghatározott irányok és eszközök kiválasztásával jut el a címzetthez. Az UDP hasonló feladatokat lát el az IP segítségével mit a TCP azzal a különbséggel, hogy az UDP protokoll nem végez ellenõrzéseket a csomagokon. Amennyiben üzenetére nem kap választ nem vizsgálja a csomagot, hanem újra küldi. Ezt a protokollt az alkalmazások használják, kisebb üzeneteik váltására. Az ICMP feladata az UDP –hez hasonló, de helyzete egyszerûbb, mivel felépítése még egyszerû. Általában hibaüzenetek átvitelére használják. Az ARP és Ethernet protokollok a hálózati kapcsolatok hálózati kártya szintû megvalósítását kezeli. A Web Server, Telnet Serve, Email taszkok segítik az egyes felhasználómikrokontroller kapcsolatok megvalósítását, és a tárolt programok CGI scriptek, html lapok megfelelõ kezelését és kapcsolatát a futó taszkokkal.

Az AWC86ADK és a mérõköri elemek kapcsolata A mérõ rendszer feladata , hogy valós információkat nyújtson a mérendõ közeg mennyiségérõ, valamit a szükséges beavatkozások elvégzése a paraméterek értékeinek megfelelõen. Ennek értelmében fõ információ hordozó a közeg üzemi nyomása, a mérõperemen kialakuló nyomáskülönbségek és a közeg üzemi hõmérséklete. A jeleket a nyomás, nyomás különbsége és hõmérséklet távadók alakítják át 4-20mA-es áram jellé. Ez az áramjel a galvanikus leválasztást biztosító tápegységeken keresztül jut el a Web szerver analóg bemeneteire kapcsolt ellenállásokra. Melyeknek feladata a 4-20mA áram jelek átalakítása 0-5V feszültséggé. A feladat megoldásához 0,1% osztálypontosságú 250? -os ellenállásokat alkalmaztam. A jelek a 12bit felbontású AD átalakítóra jutnak, melyet a Web Szerverhez. A hálózatról beérkezõ kéréseknek megfelelõen, a szerver a programban megírt számításokat elvégezve mérnöki mértékegységekkel felvértezve jeleníti meg az elõre elkészített Web lapokon az állomás adatait. A rendszer vizsgálatakor elsõ lépésében a kontroller analóg bemeneteinek tesztjére került sor. Melynek megfelelõen elkészült az állomás technológiájának html oldal a és a szükséges kontroller vezérlõ program . A lap böngészõben megjelenített képét a 12. ábra tartalmazza. A nyíllal jelzett grafikai objektumok (Érkezõ nyomás, Kimenõ nyomás, Nyomás különbségek, mennyiség mérés, kimenõ hõmérséklet) interaktív érzékeny felületek. Az egér hatására a kontroller program segítségével a sárga ablakban látható kivitelben megjelenítik a mérési pont aktuális értékét.

22/28


Összefoglalás A Web szerver modell jövõbeni alkalmazhatóságának lehetõségeirõl még kár lenne nyilatkoznom, ellenben az eddigi tapasztalataim alapján elmondhatom: A készülék hardver és szoftveres szempontból is jól felépített stabil eszköz. Mely alkalmas lehet egy új alternatív kommunikációs rendszer alapját szolgálni az országos gázszállítás információs rendszerében. A készülékkel a továbbiakban több mérési tesztet is elkívánok végezni amelyek alkalmával lehetõségem nyílik nem csak az analóg bemenetek, hanem az analóg kimenetek; mint vezérlési alapjelek , a digitális be/ kimenetek jelzések és vezérlések, valamint a soros kommunikáció teljes tárházának vizsgálatára. Az általam elképzelt mérési rendszer – mely a mérési lehetõségek minden elemét tartalmazza – a 4. sz mellékletben látható.

23/28


Irodalom Jegyzék Advanced Web Communication :

- AWC86A USER MANUAL - SLIM – LINK SERVER programmers guide

Andrew S. Tandenbaum:

- Számítógép kálózatok

Lengyel Veromika

- Az Internet világa

MOL Rt. :

- Kisérleti Mérõállomás Technológiai Utasítás

24/28


1. számú melléklet

AWE86MON PARANCSOK

25/28


2. számú melléklet MicroRTOS™ PARANCSOK

26/28


3.számú melléklet Web_Debug PARANCSOK

27/28


4.számú melléklet

28/28

Xecom AWC86A Web szerver a MOL Rt. Tiszaújvárosi Kísérleti Mérõállomás Mérési feladatainak ellátására

Recommend Documents