一种新型的基于现场总线的水轮机组状态监测系统

    2.1.2 存储空间分配

Neuron 3150芯片片内存储器的地址范围为E800H～FFF

FH，包含2KB的RAM（E800～EFFF）、0.5KB的EEPROM（F000～F1FF）、2.5KB的保留空间（F200～FBFF）和1KB的用于存储器映像I/O的空间（FC00～FFFF）。外部扩展存储器的地址由Neuron3150的地址引脚和控制引脚来确定：给FLASH ROM分配的地址空间为0000～7FFF，其中，0000～3FFF的16KB空间用于系统固件（Firmware），系统固件实现了LonTalk协议，4000～7FFF的16KB空间用于用户程序代码；给RAM分配的地址空间为8000～E7FF的24KB地址空间；将E000～E7FF的2KB地址空间分配为外部设备的内存映像I/O的空间。

2.1.3 A/D转换接口方案

本文在设计时曾考虑过使用Neuron芯片为A/D转换电路提供串行I/O及并行I/O接口方式。然而串行I/O方式速度太慢；并行I/O方式实现起来需要占用Neuron芯片全部11个I/O接口，同时还要编程实现Neuron芯片的握手/令牌传递算法，开发费用和难度比较高。因此本文将节点保留的E000～E7FF的2KB地址空间分配给A/D转换芯片，作为AD1674的端口地址，采用内存映像的方法直接读取AD1674的数据。对于本设计而言，AD1674转换数据的高8位地址为E002H，低4位数据地址为E003H。由于实现软件没有使用Neuron C的内嵌函数，因此执行速度得到大幅度的提升，实验证明，对同样采用AD1674转换芯片的节点而言，采用这种方法设计的节点，采集速度超过了其它两种方法设计的采集节点的采集速度，而且节省了Neuron芯片的全部11个I/O引脚。

3 系统通信程序的设计

3.1 现场节点通信程序

现场节点向上位机发送的数据首先发送到LONWORKS-ETHERNET互连适配器，该适配器实际上是一个特殊的LONWORKS节点，它把接收到的LON总线上的数据用UDP封装，然后通过以太网发送到上位机。

图3

    LONWORKS网络的节点之间的通信方式主要有两种方式：网络变量和显式消息。使用网络变量不必考虑消息的打包、发送以及接收问题，可以大大简化编程，缩短应用开发周期，但每个周期变量的数据长度一经确定就不能改变，且最多只有31字节。而显式消息的数据长度则是灵活可变的，最长可以是228字节，但实现方法更为复杂。鉴于水轮机组状态监测系统对数据传输的实时性要求较高，同时需要提高足球场采集数据的上传速度，因此希望每一次传送的报文包含尽量多的数据，因而在设计中采用显示消息的方式实现与上位机的通信，每个显式消息报文携带134个字节的数据，其中的128个字节为传送的数据，另外6个字节为附加信息。报文的帧结构如图3所示。

显示报文的初始化和发送部分的实现程序如下：

初始化节点地址

#include<ADDRDEFS.H> 所需头文件

#include<ACCESS.H>

#include<MSG_ADDR.H>

domain_struct mydomain; //定义域结构

mydomain=*(access_domain(0));//读节点域表

mydomain.subnet=0; //设置节点子网号

mydomain.node=5; //设置节点号

update_damain(&mydomain,0); //写节点域表

发送数据报文

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