http://www.pvontek.com/blog/嵌入式系统提供商RainbowSoft Studio Z-Blog 1.8 Arwen Build 81206zh-CNCopyright 杭州平望科技有限公司. Some Rights Reserved.Mon, 24 Oct 2011 09:50:56 +0800a@b.com (arm)http://www.pvontek.com/blog/arm/377.htmlMon, 24 Oct 2011 09:50:10 +0800http://www.pvontek.com/blog/arm/377.html
地铁环境设备监控系统，英文缩写BAS（又名EMCS），负责控制全线车站及区间的环境和其它机电设备安全、高效、协调运行，保证地铁车站及区间环境的良好舒适和最佳节能效果；在突发事件（如火灾）时指挥环控设备转向特定模式，为地铁乘车环境提供安全保证。目前，国内新建地铁项目虽具体情况各异，但BAS控制网络系统总体方案都基本相同，均采用了基于工业控制网络（工业以太网加现场总线）的解决方案。本文结合近年新建成运行的地铁项目，对其BAS控制网络系统进行了综合研究分析。

1 基本要求

根据《地铁设计规范》、《智能建筑设计标准》等国家标准及地铁BAS实际情况，BAS的控制网络系统在遵循“分散控制、集中管理、资源共享”基本原则的基础上，应满足以下要求。

（1）可靠性：系统工作稳定可靠，所用设备先进成熟，能适应7天24小时不间断工作要求，系统平均无故障时间大于10000小时；采用冗余技术，系统处于热备状态，具备故障自愈能力，能在网络设备、网络连接器、控制设备和通信线路同时发生单点故障情况下正常工作，故障恢复时间控制在300ms内；环境适应性强，能在高温、粉尘、强电磁和潮湿等恶劣条件下稳定工作。

（2）安全性：系统应具备较强防灾能力，应考虑火灾、水淹、地震、雷击和停车事故等灾害可能，并以防火灾为主；系统能够防止系统外部人员入侵以及内部人员的非法操作和误操作。

（3）实时性：作为商业运营系统，应具备很强的灵敏反应能力，在任何情况下，均必须保证信号的实时、准确传输和处理。

（4）开放性：具备开放平台特性，网络体系结构与应用系统相独立；采用通用数据通信协议标准，支持多厂商，支持多种终端设备和数据库系统应用；具备与其它网络、应用系统无缝集成能力。

（5）可管理性：网络系统应便于管理、配置和调整，配有人性化管理接口；在网络系统出现故障时，能提供有效手段，准确、及时定位故障，并提醒管理人员，系统平均修复时间不大于0.5小时。

（6）可扩展性：充分考虑目前业务需求和今后较长时间内业务发展需要，系统应能方便地升级；在采用更新技术同时，保证原有设备大部能继续使用，保护投资。

2 系统分析

2.1 系统构成

地铁BAS系统采用分布式计算机系统管理，由中央管理级、车站监控级、现场控制级和相关通信网络组成。与之对应，BAS网络系统采用分布式网络结构，由主干网（通信传输网）、中央级和车站级局域网及现场总线组成。中央级局域网通过主干网与车站级局域网相连，车站级局域网中的车站主控制器与远程控制器、远程I/O模块通过现场总线连接。

2.2 网络拓扑

主干网和局域网均采用工业以太网，但组网方式有所区别：主干网以单模光纤为传输介质，采用双环网冗余方式，构成千兆工业以太网；对应双环主干网，中央级和车站级局域网均布有两套星型工业以太网，各终端均以链路冗余方式接入主干网。现场控制级，车站级局域网的主控制器（PLC或工控计算机）与现场设备通过现场总线相连，现场总线的选型根据各地铁线路具体情况而定。有些较长的线路，在管理上，中央级和车站级之间还设有车辆段作为中间控制级，车辆段局域网的组网方式和接入方法与中央级一致。

中央级局域网终端设置在地铁运营控制中心（OCC），配备工业控制计算机作为操作站，操作站宜采取冗余配置，另外还可根据实际情况增配维护工作站和数据服务器。车站级局域网终端设置在车站控制室，配备工业控制计算机作为操作站，现场设备的主控制器也配置在该局域网，主控制器一般选用PLC，根据具体情况采用冗余配备。车辆段局域网终端设置在车辆段控制室，配置情况与中央级相似。

2.3 网络设备特点

系统的网络交换设备采用工业以太网骨干交换机。作为在高性能、高可靠性系统中使用的骨干网络设备，为满足要求，其除具备普通交换机功能外，还须有如下加强特征：采用高性能交换引擎和宽带宽背板，保证网络实时通信能力；支持冗余环网拓扑结构和相应协议；采用合金褶皱结构外壳，屏蔽电磁干扰，抗振动冲击，散热快，耐灰尘、潮湿；宽温设计，对寒冷或酷热的工作环境有良好适应能力；提供导轨、壁挂及任意平面等安装模式，便于在特定现场环境安装；冗余双DC电源输入，并提供故障报警输出，有效保障与减少故障还原时间。

3 技术要点

归纳起来，系统重、难点技术主要体现在网络选型、网络冗余、网络管理三个方面。

3.1 网络选型

作为最具开放性、透明性的工业控制网络体系结构，工业以太网成为系统主干网和局域网的必然选型：完全兼容普通以太网（IEEE802.3）标准，继承了普通以太网具有的传输速度高、兼容性好、开放性高、管理方便、成本低廉、能耗低和便于安装等优点；能实现工控网络与企业信息网络的无缝连接，形成企业级管控一体化的全开放网络，符合全开放、一体化的工控网络必然发展趋势；综合采用快速交换（Fast Switch）、虚拟局域网（VLAN）、服务质量（QOS）和增大宽带等技术及手段，保证数据传输实时、可靠；对于不同工业现场环境，采取了专门抗干扰措施，能适应恶劣工作条件；众多主流设备生产商提供了各类密封性好、坚固、抗震动的设备与连接件，基本解决了本质安全问题。现场总线网络是全数字化、全分散、可互操作、开放式的互联网络，专门用于过程自动化和制造自动化最底层的现场设备或现场仪表互联。与工业以太网相比，其实时性、可靠性、安全性仍有优势，系统在现场控制级选用了现场总线。

3.2 网络冗余

为充分保证高可用性，系统在主干网采用了双环冗余技术，并在双环配对网络交换机间建立了环间冗余链接（在一路环网通道发生故障时，可自动切换到另外一条环网通道）。与单环冗余相比，双环冗余既提供传输介质的冗余，也提供网络设备的冗余，可在传输介质、网络设备和网络连接器（网卡）同时出现单点故障时实时自愈故障，是完全冗余系统。

系统采用Supreme-Ring协议作为网络冗余协议。Supreme-Ring协议是工业以太网使用的环网冗余协议，它定义HELLO数据交换包（也称WD包，Watch Dog Packets）在交换机间交换链路信息。在初始状态，各交换机不启动转发功能，而先由人工指定主交换机（Local），一个冗余环网里只能有一个主交换机。主交换机指定后，所有端口都以阻塞方式启动（处于阻塞状态的端口不转发数据帧，但可接受HELLO包），主交换机选择最低COST值的端口作为主链路，另一条COST值高的端口作为备份链路。备份链路不转发数据，只接收和处理HELLO包，处于热备状态（不转发数据帧，但学习MAC地址表，在主链路故障时，在300ms之内，立刻进入转发状态），从交换机（Remote）没有主链路和备份链路的区别。主交换机定期发送配置信息，这种配置信息被所有从交换机转发，主交换机动态选择主链路和备份链路，以消除回路，一旦网络结构发生变化，网络状态将重新配置。Supreme-Ring协议是简洁高效的冗余协议，能够保证环网在链路故障时，在300ms内恢复网络通信。

3.3 网络管理

网络管理，主要体现在网管系统、虚拟局域网（VLAN）和服务质量（QOS）三个方面。

在运营控制中心（OCC）配有网络管理系统（NMS），用于配置、监视和管理整个地铁各系统的网络系统，BAS控制网络系统的管理是其一项重要功能。NMS基于SNMP协议，由网管软件和监控软件组成；网管软件主要完成交换机的监视和配置功能，监控软件负责除交换机之外的其他设备（如操作站、服务器、控制器和UPS等）的监视功能；网管软件和监控软件配合工作，在OCC网管工作站即可完成整个BAS控制网络系统的实时监控。NMS可记录网络系统历史数据并进行统计分析，为网络的优化调整提供参考。

系统管理员将不同地理位置（运营控制中心和各车站）的终端根据级别、用途和管理需要划入不同的虚拟局域网（VLAN），VLAN技术遵循IEEE802.1Q标准，同一虚拟网的用户能正常通信，不同虚拟网之间只能在核心交换机的路由模块控制下交换信息。通过划分VLAN，带来的好处是：有效控制了网络广播信息的传播，减轻了网络负担，同一虚拟网的用户可更高效通信；不同VLAN之间可以在路由模块配置访问控制策略，避免非法访问，提高网络安全性；与网络管理系统（NMS）结合使用，网络管理员可更有效管理网络，包括监视网络流量、控制流量分流和设置安全级别等。

服务质量（QOS）主要解决系统实时性问题。QOS的基本思想在于，为实时业务保留一定专用带宽，从而把数据的丢包率、延时、吞吐量和拥塞控制在可接受范围内。QOS技术要点有二：对数据实施进入控制（Connect Admission Control）和流量调整（Traffic Shaping）；在数据进入网络前，估算数据对整个网络影响。

4 应用实践

在近年新建成开通的地铁项目中，如广州地铁三号线、广州地铁四号线、深圳地铁一号线和南京地铁一号线等，其BAS网络控制系统总体上与本文所介绍的基本相同。由于各线路的实际情况，在现场控制级略有差异，主要体现在现场总线协议选择和应用范围上，如广州三号线，在现场控制级仍保留了部分模拟量和开关量控制项目。在实际运营中，各线路BAS网络控制系统均运行正常，满足使用要求。

由以上分析可以得出，基于工控网络的地铁BAS网络控制系统本质上是高可靠性、高安全性、高性能大型网络控制系统的一种标准解决模式，该模式作为成熟解决方案已得到了众多国内外厂商的广泛支持，并在楼宇自动化、交通控制、过程控制和工厂自动化中得到较广泛运用。]]>技术文章http://www.pvontek.com/blog/arm/377.html#commenthttp://www.pvontek.com/blog/http://www.pvontek.com/blog/feed.asp?cmt=377http://www.pvontek.com/blog/cmd.asp?act=tb&id=377&key=492abf31a@b.com (arm)http://www.pvontek.com/blog/arm/376.htmlMon, 24 Oct 2011 09:42:47 +0800http://www.pvontek.com/blog/arm/376.html
　　现代工业的特点要求全过程的实时监控，高速的实时数据处理、长期的历史数据存储以及生产信息的集成与共享。要满足上述对生产数据的处理要求仅靠大量采用集散控制系统（DCS）和关系数据库技术并不能完全解决问题。DCS数据存储能力有限，同时企业中异构的DCS无法进行有效的数据共享。而关系数据库数据处理速度低，无法对生产过程数据进行及时高效的存储。

　　为了解决上述问题，实时数据库作为一个关键的支撑技术引入工业控制系统。在生产设备运行过程中，实时数据库系统实时采集设备的运行数据，随时掌握装置的运行情况，并通过对生产过程的关键数据的实时监控分析，对出现的问题即时进行处理，使生产的运行状态保持平稳。实时数据库还是是连接工业生产控制系统与企业上层管理系统的桥梁，企业可以通过实时数据库系统提供的数据平台，为经营决策、计划调度、先进过程控制，质量监控等分系统提供同一的数据平台。

　　2  实时数据库系统概念和特点

　　实时数据库系统（RTDBS）就是其事务和数据都可以有定时特性或显式的定时限制的数据库系统。系统的正确性不仅依赖于逻辑结果，而且还依赖于逻辑结果产生的时间。对于实时数据库系统，数据的一致性和执行的周期性是重要的目标，由于在实时系统中经常以固定的时间周期收集被控系统的实时数据，相应的控制系统也必须周期性地处理数据和作出响应；由于传统的关系型数据库在一些时限要求严格的场合不能满足实时系统对数据实时性的要求，而内存直接寻址是一种具有高速的数据访问方式，在技术上采用内存数据库是解决这一问题的理想解决方案。

　　整个实时数据库系统方案的设计分为驻内和留外两个部分，驻内部分即为内存数据库，是实时数据库的主体，存储形式可采用顺序结构，B树结构或多目录搜索哈希技术（散列技术）。内存数据库定时进行事务处理，对超过一定时间的数据从内存中清除，写到外存数据库中。外存数据库即磁盘数据库或历史数据库，用于历史记录分析，报表生成答应或相关决策等等。本系统历史数据库采用的是Microsoft公司的数据库产品SQLServer。

　　3  关键技术研究和实现

　　3.1数据的实时采集

　　在工业控制系统中，数据采集程序的实时性和稳定性对于整个工控系统的性能起着至关重要的作用。Windos提供的定时器TImer远达不到要求，必须使用精度更高的定时器来取代。

　　Windows系统下的多媒体定时器API函数timeSetevent和timeKillEvent就能很好的满足实时性的要求。该多媒体定时器工作在自己的线程内，且它的线程优先级（threadprioritylevel）设定为THREAD_PRIORITY_TIME_CRITICAL,这比绝大部分的线程优先权数值都高，相比工作在用户界面线程内的Timer定时器来说，它不受消息机制的影响，能够达到很高的定时精度。它的最高定时精度能够达到1ms,能够满足较高实时性的要求。

　　3.2内存数据库技术

　　内存数据库指数据库常驻内存及事务的数据存取只涉及内存。内存数据库是支持实时事务的一种最佳技术，其本质特征是其“主拷贝”或“工作版本”常驻内存，活动事务只与实时内存数据库的内存拷贝交互，显然，它需要较大的内存量。内存数据库可以简记为MMDB。MMDB的“工作版本”常驻内存，在任何一个事务执行过程中没有内外存间数据I/O。这为系统较准确估算和安排事务的运行时间、实现事务的定时限制打下了基础，从而满足外部事务应用对响应时间和事务吞吐率的需求。

　　3.2.1利用内存映射文件共享内存

　　共享内存是实时数据库核心技术之一。所谓内存映射文件，即在内存中申请一块内存空间，将一个文件与这块空间相联系，再进行内存映射，这样，操作文件就有和操作内存一样的效率，几个进程可以通过操作该映射文件，实现进程间在内存一级的高速数据交互。当采用内存映射文件方式时，Windows对于再次使用该文件的进程不在创建新的映射文件对象而共享前一段内存映射对象，并将该对象映射成两个地址空间，这种机制不仅有效地利用了内存，同时也实现了数据的共享。要在Windows2000下实现内存读写一级的数据通信效率，唯一的办法就是使用内存映射文件。内存映射文件使用方法如下：

　　（1）创建或打开文件内核对象

　　创建或打开一个文件内核对象，总要调用CreateFileCreateFile函数：HANDLECreateFile
AndAtributes,HANDLEhTemplateFile），如果CreateFile函数成功地创建或打开指定的文件，便返回一个文件内存对象地句柄，否则返回INVALID_HANDLE_VALUE。

　　（2）创建一个文件映射内核对象。

　　调用CreateFile函数，可将文件映像的物理存储器位置告诉操作系统。这时，必须告诉系统，文件映射对象需要多少物理存储器。若进行这项操作，可以调用CreateFileMapping函数：HANDLECreateFileMapping（HANDLEhFile,PSECURITY_ATTRIBUTESpsa,DWORDfdwProtect,DWORDdwMaximum

SizeHigh,DWORDdwMaximumSizeLow,PCTSTRpszName）。系统创建文件映射对象，并将用于标识该对象的句柄返回该调用线程。如果系统无法创建文件映射对象，便返回一个NULL句柄值。

　　如果内存映射共享文件只是为了进程间互相传送信息，而完全没有要将其设置为磁盘文件的情况下，可以直接在内存中定义一个空间来进行数据交互。方法很简单：在调用CreateFileMapping函数时，设置（HANDLE）0xFFFFFFFF作为hFile参数。这样就告诉系统不映射Windows磁盘上的内容，而只是要Windows把内存中一区域看成文件。

　　（3）将文件数据映射到进程地地址空间。

　　当创建一个文件映射对象后，仍必须让系统为文件数据保留一个地址空间区域，并将文件数据作为映射到该区域的物理存储器进行提交。可通过MapViewOfFile函数来进行这项操作：PVOIDMapViewOfFile（HANDLEhFileMappingObject,DWORDdwDesireAddress,DWORDdwFileOffsetHigh,

DOWRDdwFileOffsetLow,SIZE_TdwNumberOfBytesToMap）；当一个文件视图映射到进程的地址空间中时，必须规定两件事。首先，必须告诉系统数据文件中哪个字节该作为视图中的第一个字节来映射。可用dwFileOffsetHigh和dwFileOffsetLow参数来进行这项操作。其次，必须告诉系统，数据文件有多少字节需要映射到地址空间。可使用dwNumberOfBytesToMap参数来设定。

　　（4）从进程的地址空间中撤销文件数据的映像。

　　当不需要保留映射到你的进程地址空间区域中的文件数据时，可通过调用下面的函数来释放：

　　BOOLUnmapViewOfFile（PVOIDpvBaseAddress）。

　　（5）关闭文件映射对象和文件对象。

　　若要关闭文件映射对象和文件对象，只需要两次调用CloseHandle函数。

　　3.2.2内存数据库的存储

　　由于数据库存放在内存中，不再像普通数据库那样作为大量磁盘文件的集合，而是内存中可直接寻址的数据。内存直接寻址，是目前访问速度最快的存储设备，从而能够满足高度实时性的要求。从工业以太网得到的实时数据，经过应用程序处理后，将其引入内存数据库中。根据工控自动化系统的特点，在工控自动化系统中，对实时数据库操作最多的是根据工位名等进行的精确查询、更新，如每秒钟可能有成千上万个工位需要更新其实时数据记录。所以，散列技术将是工控系统中内存数据库存取算法的首选。

　　构造散列函数需要考虑计算散列函数所需要的时间（包括硬件指令的因素），过于复杂的散列函数将影响系统的实时性。构造散列函数的方法很多，常用的有直接定址法、平方取中法、折叠法、保留余数法。其中保留余数法是一种最简单、也最常用的构造散列函数的方法，它不仅可以对关键字直接取模，也可以在折叠、平方取中等运算后取模。另外，关键字的选择将影响散列函数的均匀性，尽可能使关键字经过散列函数得到一个随机的地址，以便使一组关键字的散列地址均匀分布在整个地址区间中，从而减少冲突。构造散列函数需要考虑一下两个问题：（1）如何构造使节点“分布均匀”；（2）一旦发生冲突，用什么方法解决。综上考虑，我们采用双重散列技术。首先双重散列所产生的探测序列能够查找整个散列表，但选取的辅助散列函数g（k）必须与M互素。其次，双重散列可以产生Θ（m2）种探测序列，使得处理碰撞时，选取空位置更加随机，选取合理的辅助散列函数将使得散列表很少产生堆积。如果M是素数，且h（k）=kmodM,则我们可以设g（k）=1+（kmod（M-1））；但由于M-1是偶数，因而命名g（k）=1+（kmod（M-2））将更好。这就提示我们选择M使得M和M-2好像1021和1019这样的“孪生素数”。

　　3.2.3实时事务调度

　　实时数据库是应用系统的数据处理中心，系统各个部分均以实时数据库作为公共区进行数据交换，实现各个部分协调动作。系统运行后，实时数据库要同时进行下位机的数据采集、数据处理、图形显示刷新、历史数据存盘、事件报警、现场控制等事务。其调度模型如图1所示，所有事务都要进行并行处理。



　　实时事务调度是一个较复杂的算法问题，考虑到时间限制，其调度策略可分为三类：①优先级调度算法；②时间片轮算法；③多级反馈队列调度算法。而实时事务调度一般都是围绕事务的优先级进行的，在只有一个CPU的机器上，将CPU时间按照一定的优先级分配给各个事务，定期处理某一事务而不会使某一事务处理时间过长，可用多线程编程技术来实现这种并行控制，实时调度各类事务。本系统就采用优先级调度算法，其优先权分配策略采用最大密度事务付给最高优先权。本系统中除了控制事务和数据采集事务对实时性要求比较高外，其他数据处理类型事务的紧迫性和定时性要求相对较低，因此，本系统对不同类型的事务分配不同的优先权，以最大限度地提高系统的性能。

　　3.3多线程编程技术的引入

　　在工控系统中，实时数据库系统要实现现场数据的实时更新，能够根据现场数据进行安全监控，对现场的数据根据用户的设置时间间隔进行保存，对发生事故的监控点进行事故追忆等，这些功能若全部由一个线程来完成，会因资源冲突等问题而影响处理效率。为此，我们采用了多线程编程技术。整个系统由通信线程、报警处理线程、写历史数据库线程、图形显示线程、实时曲线显示线程和主界面线程等。

　　撰写多线程程序的一个最具挑战性的问题就是：如何让一个线程和另一个线程合作。这引出了一个非常重要的问题：同步。所谓同步是指进程、线程间相互通信时避免破坏各自数据的能力。在本系统中，我们引入了“读者-写者”模型，在该模型中，有多个读者和多个写者，以内存数据库为临界资源进行同步访问。其中通信线程、写历史数据库线程为“写者”线程，报警处理线程、图形显示线程、实时曲线显示线程为“读者”线程。“读者-写者”模型的读写操作限制如下所示：①写-写互斥：不能有两个写者同时进行写操作；②读-写互斥：不能同时有一个线程在读，而另一个线程在写；③读-读允许：可以有一个或多个读者在读[7]。这样，整个系统通过各个线程之间的相互协调来工作，可以避免因循环检测而浪费系统效率，比较好地解决了各线程访问内存数据库之间的同步问题。

　　4  结束语

　　实时数据库是数据库技术的一个分支，在工业控制过程中，其开放的体系结构和高效的数据存储模式，使得它对生产过程信息的集成发挥着重要的作用，有着及其广泛的应用前景。本文介绍了在工业控制系统中实时数据库的功能、特点和事务，在此基础上通过对多媒体定时器、内存数据库技术、多线程及其同步技术等关键技术的分析和研究，给出了实时数据库系统的具体实现方法。系统经实际运行，证明该实时数据库运行安全、可靠、稳定性强，取得了令人满意的效果。]]>技术文章http://www.pvontek.com/blog/arm/376.html#commenthttp://www.pvontek.com/blog/http://www.pvontek.com/blog/feed.asp?cmt=376http://www.pvontek.com/blog/cmd.asp?act=tb&id=376&key=0f025b25a@b.com (arm)http://www.pvontek.com/blog/arm/375.htmlSun, 09 Oct 2011 08:36:07 +0800http://www.pvontek.com/blog/arm/375.html
    2、工控主板元器件：主板的元器件需要适应宽温环境（-20℃~60℃），保证在恶劣环境下（寿命期内永久开机、气候恶劣、潮湿、振动、多尘、辐射、高温等等）正常工作；主板元器件需要耐高温、抗潮湿等等。高质量的贴片式的电解、钽、陶瓷电容


    3、工控主板的PCB ：商用主板采用的是4层PCB设计，一般的PCB线路板分有四层，最上和最下的两层是信号层，中间两层是接地层和电源层，将接地和电源层放在中间。工业主板采用的是6层以上PCB线路板设计，其设计是为了加强主板的抗电磁干扰、电磁兼容能力，增强主板的稳定性等等

CTN-BA0135G D525凌动双核主板,双网口无风扇双MiniPci-e 凌动D525主板 CTN-BA0135G是一款3.5寸凌动双核主板，凌动D525双核主板采用Intel® Atom D525双核处理器（1.8 GHz)。该款凌动双核D525主板具...详细资料

CTN-BA0135E 3.5寸ATOM-N270凌动主板-板载1GB内存 CTN-BA0135E凌动N270主板-板载1G内存，杭州平望科技最新推出CTN-BA0135E 3.5寸凌动主板。该主板采用Intel® Atom™ Proc...详细资料

    4、CPU ：工控主板一般选用的是低功耗的CPU，以便适应工控行业恶劣的环境应用 AtomN230\270\330\N450D525.将南北桥部分功能整合在处理器上的CPU

    5、抗电磁波干扰能力不同 ：对抗电磁波干扰能力要求较高，需要通过EMI、EMC等测试和认证。这需要从两个方面考虑，一是从主板的线路布局设计上考虑，二是从选料和结构、电源、接地情况上考虑

    6、支持更多接口 ：同时可以支持Mini PCI-E、PC 104+ 、多COM口接口，内嵌GPIO总线，双显示功能带LVDS、HDMI、DVI接口，全场卡能与底板配合更具扩展性支持多个ISA、PCI、MINIPCI扩展。

    7、使用环境：工控主板常在恶劣环境下工作温度范围可达-20度~70度 （寿命期内永久开机、气候恶劣、潮湿、振动、多尘、辐射、高温等等），而这些环境下是商用主板无法胜任。

    8、保护功能：工控主板通过特殊设计，在遇到死机等异常情况，可以实现看门狗自动重新启动、防浪涌冲击等功能，全力的保证系统在恶劣环境的高稳定性的要求 。]]>行业资讯http://www.pvontek.com/blog/arm/375.html#commenthttp://www.pvontek.com/blog/http://www.pvontek.com/blog/feed.asp?cmt=375http://www.pvontek.com/blog/cmd.asp?act=tb&id=375&key=d533ae57a@b.com (arm)http://www.pvontek.com/blog/arm/374.htmlWed, 14 Sep 2011 17:06:37 +0800http://www.pvontek.com/blog/arm/374.html
2、工控主板元器件：主板的元器件需要适应宽温环境（-20℃~60℃），保证在恶劣环境下（寿命期内永久开机、气候恶劣、潮湿、振动、多尘、辐射、高温等等）正常工作；主板元器件需要耐高温、抗潮湿等等。高质量的贴片式的电解、钽、陶瓷电容

3、工控主板的PCB ：商用主板采用的是4层PCB设计，一般的PCB线路板分有四层，最上和最下的两层是信号层，中间两层是接地层和电源层，将接地和电源层放在中间。工业主板采用的是6层以上PCB线路板设计，其设计是为了加强主板的抗电磁干扰、电磁兼容能力，增强主板的稳定性等等

4、CPU ：工控主板一般选用的是低功耗的CPU，以便适应工控行业恶劣的环境应用 AtomN230\270\330\N450D525.将南北桥部分功能整合在处理器上的CPU

5、抗电磁波干扰能力不同 ：对抗电磁波干扰能力要求较高，需要通过EMI、EMC等测试和认证。这需要从两个方面考虑，一是从主板的线路布局设计上考虑，二是从选料和结构、电源、接地情况上考虑

6、支持更多接口 ：同时可以支持Mini PCI-E、PC 104+ 、多COM口接口，内嵌GPIO总线，双显示功能带LVDS、HDMI、DVI接口，全场卡能与底板配合更具扩展性支持多个ISA、PCI、MINIPCI扩展。

7、使用环境：工控主板常在恶劣环境下工作温度范围可达-20度~70度 （寿命期内永久开机、气候恶劣、潮湿、振动、多尘、辐射、高温等等），而这些环境下是商用主板无法胜任。

8、保护功能：工控主板通过特殊设计，在遇到死机等异常情况，可以实现看门狗自动重新启动、防浪涌冲击等功能，全力的保证系统在恶劣环境的高稳定性的要求 。
]]>技术文章http://www.pvontek.com/blog/arm/374.html#commenthttp://www.pvontek.com/blog/http://www.pvontek.com/blog/feed.asp?cmt=374http://www.pvontek.com/blog/cmd.asp?act=tb&id=374&key=c1b89d62a@b.com (arm)http://www.pvontek.com/blog/arm/373.htmlThu, 25 Aug 2011 11:29:08 +0800http://www.pvontek.com/blog/arm/373.html
　　嵌入式工控机是嵌入在工业系统内部，在工业极端环境里能够连续长期稳定可靠工作的工业型计算机。随着IntelCPU和MicrosoftDOS/WINDOWS架构演变成事实上的标准，ISA/PCI总线加固型工业PC（IPC）开始向工业领域渗透。IPC虽然经过了工业化改造（如取消了大母板，采用无源背板、插卡式模板，工业电源，全钢密封机箱微正压散热，温度自动检测和调整等），但其本质上仍然不是工业型PC，不能从根本上解决大母板水平放置、抗震动冲击能力差、非均匀散热、元器件失效率高、平均修复时间（MTTR）长、维护困难等问题，难以满足工业控制任务的苛刻要求。为了满足市场对工业型计算机的要求，除了VME总线工控机外，产生了一系列基于PC的、与ISA/PCI总线标准兼容的嵌入式工控机，其中比较有代表性的是CompactPCI/PXI总线、AT96总线、STD总线、STD32总线、PC/104和PC/104-Plus总线嵌入式工业控制机。

　　2各种总线的嵌入式工控机向高性能、高可靠方向发展

　　（1）VME总线工控机仍然是主流产品，但开始融入PC技术

　　历史上，VME总线工业控制机一直是许多嵌入式工业应用的首选机型。

　　1981年，Mostek、Motorola、Philip和Signetics公司发明了VME总线，从此VME总线工业控制机在图像处理、工业控制、实时处理和军事通讯中得到了广泛应用。1987年，VME总线被批准为国际标准IEEE1014-1987。

　　VME总线接口为2个96芯的针孔连接器P1和P2（6U欧洲卡），其中P2的外侧2排针由用户自定义，以满足用户的特殊要求。VME总线的数据宽度为32位，最大总线速度是40MB/sec。

　　1996年的新标准VME64（ANSI/VITA1-1994）将总线数据宽度提升到64位，最大数据传输速度为80MB/sec。由FORCECOMPUTERS制定的VME64x总线规范将总线速度提高到了320MB/sec。

　　VME总线工控机是实时控制平台，大多数运行的是实时操作系统，如UNIX、VxWorks、PSOS、VRTX、PDOS、LynOS以及VMEXEC，由OS制造商提供专用的软件开发工具开发应用程序。

　　VME总线OEM产品由众多的制造商支持，主要采用Motorola公司的68K系列微处理器，如25M/33M的68060。现在越来越多的VME总线SBC的制造商开始采用Intel公司和AMD公司生产的微处理器，如DY4Systems、ConcurrentTechnologies、VMIC、PEPModular、Computers，以及SBSEmbeddedComputers等公司，最新产品已经采用了500MHz的PentiumⅢ处理器，也有一些产品采用PowerPC等其它处理器，但市场份额很小。

　　1987年VXI总线联合会成立，其目标是定义板级仪器标准，即VME扩展仪器仪表总线。VXI总线工控机以VME总线为内核，将欧洲卡尺寸扩展为四种：VXIA（3.9inx6.3）、VXIB（in9.2inx6.3in）、VXIC（9.2inx13.4in）及VXID（14.4inx13.4in），其中现在最常用的是VXIC规格。

　　1993年，VXI规范被采纳为国际标准IEEE1155。VXI总线工控机规定的操作系统类型有DOS、WINDOW3.1、WINDOWS95、WINDOWSNT、Solaris1和2、HP-UX、MacOS以及SCOUnix。

　　从VXI总线和VME总线工控机运行的操作系统可以看出：VXI总线工控机制造商希望兼容主流计算机市场提供的丰富而廉价的应用软件开发工具包、外设和驱动软件，而VME总线只能利用OS制造商或第三方合作伙伴提供的专用开发环境和外设工作。

　　（2）加固性ISA/PCI总线工控机仍然占有一定的市场份额

　　现在工业控制机已经发生了很大的变化，过去专用的封闭式的架构迅速被PC技术的开放式架构所取代，其中最重要的原因之一就是软件的兼容性。工业控制机用户过去和现在都希望使用与所熟悉的桌面PC机相同的操作系统和开发工具，这就导致了开放式桌面PC在工业环境中的直接应用。然而，桌面PC机技术是面向每年2000亿美元的商用机市场的，而不是相对比较小的工业计算机市场的，它不具备工业级性能：抗强震动、冲击、高温、潮湿和具有快速修复能力（MTTR一般小于5分钟）。由桌面PC技术衍生的ISA总线加固型计算机在工业上得到了相当广泛的应用。

　　1992年6月，Intel公司开发了快速的开放式PCI总线规范，作为局部和低层次的内部处理器总线。在两年之内几乎每个处理器制造商都将PCI作为计算机内部芯片级互连总线，而且自然地发展成了板极互连总线。1995年6月PCISIG正式公布了PCI局部总线规范2.1版，同时PICMG推出了第一个标准PCI/ISA无源背板总线标准，这样，加固性PCI/ISA总线工控机问世了。目前，PCI/ISA工控机主要制造商有：TexasMicrosystems、TeknorIndustrialComputers、IndustrialComputerSource、TrentonTerminals、I-Bus以及台湾的衍扬（AAEON）、研华（ADVANTEC）、磐仪（Arbor）、大众、北京康拓等公司。

　　虽然加固型工控机对基于大母板的桌面机进行了工业化改造，但其背板技术仍然存在许多缺点：不良的热设计、不良的连接方式、不标准的模板尺寸和有限的PCI插槽数（最大4个）等。虽然可维护性和可靠性得到了改进，但仍然不能满足工业控制要求。目前PCI/ISA工控机主要做控制系统的检测和管理机使用。
（3）CompactPCI总线工控机仍然是工控机中的贵族产品

　　为了将PCISIG的PCI总线规范用在工业控制计算机系统，1995年11月PCI工业计算机制造者联合会（PICMIG）颁布了CompactPCI规范1.0版，以后相继推出了PCI-PCIBridge规范、ComputerTelephonyTDM规范和User-definedI/Opinassignment规范。简言之，CompactPCI（以后简称CPCI）总线=PCI总线的电气规范+标准针孔连接器（IEC-1076-4-101）+欧洲卡规范（IEC297/IEEE1011.1）。

　　基于Wintel架构的CPCI总线工控机，是为高可靠性应用而设计的，其低价位（相对VME总线）、高可靠、热插拔、热切换、多处理器能力等特点在设计之初就引起了可靠性要求较高的电信和工业自动化工业领域的普遍关注。在电信和工业自动化领域，PCI/ISA工控机由于可靠性低和可维护性差等原因，应用的数量很小，市场急需满足应用要求的新产品问世。由于CPCI总线工控机良好地解决了可靠性和可维护性问题，加上工控机设计者一般都掌握基于PC的嵌入式软硬件设计技术，而且基于Microsoft的软件和开发工具的价位比较低，所以，CPCI工控机得以迅速打入嵌入式产品市场。但相对于PCI/ISA加固型工控机而言，由于总体成本高、技术开发难度大、模板配套性差、电磁兼容性设计要求高等因素，CPCI工控机在工业过程控制领域并未得到实际应用。相反，电信（Telecommunication和ComputerTelephony）行业要求制造商提供开放式架构和快速投放市场产品，而产品快速投放市场的能力主要取决于软件而不是硬件。在这方面，由于CPCI工控机采用PC技术，具有丰富而廉价的软件资源，其操作系统WINDOWSNT又是IPAIN的理想开发平台，加上热插拔和热切换能力，恰好与电信要求相一致，因此被广泛应用。

　　由于CPCI总线工控机只有象Motorola、SunMicrosystems、ForceComputers和Ziatech这样的大公司支持，而且，不同公司的无源背板定义并不完全统一导致不能互操作，其规模和产品竞争能力也受到限制，价位还偏高，其市场占有率还不大，目前仍然处于贵族产品阶段，需要进一步进行大众化开发。

　　CPCI技术将进一步融合USB和1394技术，并通过PCI-USB和PCI-1394的bridge进行转换。Intel和Microsoft公司认为：通过插卡的方式增强PC功能的时代就要结束了。未来的PC机将从并行插卡式总线转移到串行接口总线，达到互连和扩展外设的目的。USB和IEEE-1394就是两种低成本的串行接口总线，仅需要几根连接电缆，可以嵌入到CPU内部运行。USB和1394是今天的技术，由自动配置软件（WindowsNTv5.0）和热插拔硬件支持。作为串行总线，USB和1394的传输速率可达到Gbits/sec的数量级。

　　通过增加触发信号、局部总线和系统同步时钟等措施，CPCI扩展为高性能的仪表总线PXI（CompactPCIeXtensionsforInstrumentation）。PXI总线工控机是一种仪表计算机平台，具有CPCI总线的所有优点，同时，定义的软件和硬件规范又实现了产品完全互操作。

　　（4）PC/104总线工控机通过PC/104-Plus向高性能方向发展

　　在80年代末，AmproComputers发明了PC/104总线。1992年3月PC/104总线联合会发布了PC/104规范1.0版,几经修改，于1996年6月公布了PC/104规范3.2版。PC/104总线采用自层迭互连方式和3.6inx3.8in的小板结构，抛弃了PC机的大母板，使其更适合在尺寸和空间受到限制的嵌入式环境中使用，如消费类电子产品：洗衣机、烘干机、洗碗机、收款机等。近来，由于紧凑加固性设计的PC/104工控机在军工产品中开始采用，如火箭、导弹和战斗机等。

　　虽然PC/104总线工控机的功耗低，但其驱动能力差（4mA），其扩展能力和维护性也受到限制，使其在工业过程控制和自动化领域的应用范围受到局限。

　　为了兼容PCI总线技术，1997年2月PC/104总线联合会推出了PC/104-Plus规范1.0版，在PC/104规范3.2版的基础上，增加了30x4根信号线的J2插座，支持PCI局部总线规范2.1版]]>行业资讯http://www.pvontek.com/blog/arm/373.html#commenthttp://www.pvontek.com/blog/http://www.pvontek.com/blog/feed.asp?cmt=373http://www.pvontek.com/blog/cmd.asp?act=tb&id=373&key=1783d7e7a@b.com (arm)http://www.pvontek.com/blog/arm/372.htmlMon, 01 Aug 2011 14:43:37 +0800http://www.pvontek.com/blog/arm/372.html车载工控机推荐---三款新上市抗振加固型无风扇工控机功能解析

工控机做为专门为工业现场而设计的计算机工业电脑产品，现如今在各类行业中都得到广泛的应用，例如：车载工控机、船载工控机等，而无风扇工控机产品以其优越的特性，逐渐成为主流的嵌入式工控机系统终端设备。

杭州平望科技根据行业应用特点而开发出的工控机产品，在船载、车载及特种车辆上都有着成功的应用，无风扇工控机以其外观小巧、散热性强、外接接口丰富、抗振等特点而成为车载工控机的首选。下面我们将为大家推荐几款平望科技最新推出的工控机产品：

一、CTN-GB0201GA全铝合金工控机
CTN-GB0201GA工控机采用全铝合金材料，独特的散热设计可在整机密封的情况下保证系统稳定运行，可靠性高。底部独特的防滑垫脚设计是车载工控机抗振所必需的。

1、尺寸：78H x 130W x 187D（mm）
2、颜色：蓝色+银白色
3、材质：全铝
4、重量：1.78Kg(含主板不含硬盘)
5、底部采用防滑垫脚
该款工控机提供1 X RJ45网口，千兆自适应；4 X USB外设接口（2.0高速标准）；5 X RS232+1 X RS485/RS422以及5 X RS485+1 X RS232两种接口方案。
详细介绍地址：http://www.pvontek.com/GongKongJi/BOX/CTN-GB0201GA.html

二、CTN-GB0202GA双网口工控机
CTN-GB0202GA双网口工控机提供2 X RJ45网口，千兆自适应；提供2 X USB外设接口（2.0高速标准）；提供4 X RS232接口（其中一个可以定义为RS485或RS422）。同时拥有音频输入输出接口。

三、CTN-GB0203GA加固型工控机
CTN-GB0203GA加固型工业计算机具有丰富的外部接口，提供3 X RS232+1 X RS422/485/232以及3 X RS485+1 X RS232/485两种接口方案；同时支持VGA OUT和 DVI OUT两种显示方案。
]]>关注平望http://www.pvontek.com/blog/arm/372.html#commenthttp://www.pvontek.com/blog/http://www.pvontek.com/blog/feed.asp?cmt=372http://www.pvontek.com/blog/cmd.asp?act=tb&id=372&key=778ea2efa@b.com (arm)http://www.pvontek.com/blog/arm/371.htmlWed, 27 Jul 2011 16:00:50 +0800http://www.pvontek.com/blog/arm/371.html
“为患者争取时间，尽可能多地获取信息是急救服务的重点。”车载信息服务产业应用联盟理事长吴建会介绍，我国现有的各种急救车在数量上已不能满足日益增长的需要。而车载信息系统制约，也导致公众对急救车辆时间、速度、质量等方面的质疑，甚至引发医院纠纷，开发和应用新型急救车载信息系统成为当务之急。

车载信息服务产业应用联盟秘书长庞春霖表示，车载信息服务产业应用联盟将在试点试用的基础上，推动自主车载信息服务系统的应用，制修订相关急救车标准。并在未来推动车载诊疗系统、在线电子病历和健康档案系统、绿色通道服务系统的开发、视点、应用，最终形成数字医疗体系中完整的急救信息和诊疗系统。

警车及特种车辆车载平板电脑
如运钞车 、救护车、消防车、警车、工程救险车、军事监理车、监测、消防、医疗、电视转播等的各种专用机动车车载平板电脑及车载工控机产品。
http://www.pvontek.com/czzd/]]>行业资讯http://www.pvontek.com/blog/arm/371.html#commenthttp://www.pvontek.com/blog/http://www.pvontek.com/blog/feed.asp?cmt=371http://www.pvontek.com/blog/cmd.asp?act=tb&id=371&key=eb293c95a@b.com (arm)http://www.pvontek.com/blog/arm/370.htmlFri, 22 Jul 2011 10:27:16 +0800http://www.pvontek.com/blog/arm/370.html车载显示终端均由京东方提供，且该车载显示终端国产化程度达到100%。

　　据京东方相关负责人介绍，京东方此次为京沪高铁提供CRH380列车全套车体车载显示系统液晶显示终端，主要包括VIP座坐椅折叠收藏的内置触控式10.1英寸显示终端和车厢走道的悬挂式15英寸显示终端等，其液晶显示屏由京东方第5代液晶面板生产线自主研发生产。

　　据悉，京东方是中国大陆完整掌握TFT-LCD液晶显示核心技术的本土企业，截至2010年底，京东方专用显示产品在中国轨道交通车载市场占有率第一。

车载平板电脑终端：http://www.pvontek.com/czzd/针对专用工程车辆设计开发的一款具有高适应能力的终端设备。车载平板电脑电脑终端基于Intel新型X86平台，集多种先进功能于一体，可广泛用于港口码头，物流管理，车辆调度，工业现场等场合。]]>行业资讯http://www.pvontek.com/blog/arm/370.html#commenthttp://www.pvontek.com/blog/http://www.pvontek.com/blog/feed.asp?cmt=370http://www.pvontek.com/blog/cmd.asp?act=tb&id=370&key=ff2f6930a@b.com (arm)http://www.pvontek.com/blog/arm/369.htmlFri, 22 Jul 2011 10:25:28 +0800http://www.pvontek.com/blog/arm/369.html
　　1、高性能嵌入式处理系统

　　传统的高清系统中，系统将相机拍的图片发送给工控机等处理系统进行识别处理和存储等操作，这样对传输和处理设备的要求非常高，很难达到系统的设计处理能力要求。

　　新的智能高清摄像机嵌入式处理方案能有效解决上述问题。每个车道配置一台200万像素智能高清摄像机，分辨率高达1600×1200像素，负责车辆前排司乘人员面部特征捕获、牌照自动识别和车身颜色的自动识别等工作，并将处理结果通过以太网发送给智能高清摄像机终端服务器。

　　终端服务器采用嵌入式linux专用系统，负责车辆通行信息的接收存储和上传，同时用户可通过终端服务器查看管理所有前端设备，每台智能高清摄像机终端服务器可同时连接多达20台智能高清摄像机，极大提高系统处理性能。

　　智能高清摄像机内部集成工业级逐行扫描CCD和高速DSP芯片，独立完成整个图像抓拍、车牌识别、车身颜色识别、车速获取等功能，车辆信息获取完成后由结果装配与通讯模块打包通过以太网上传终端服务器，增强系统处理能力，使系统结构清晰简洁，扩展方便。

　　2、反馈控制的全天候高清晰成像

　　整个成像系统是一个由智能高清摄像机、智能补光灯和成像控制软件组成的精密系统，它们之间的有序配合和反馈控制使得白天和晚上抓拍的车辆图像清晰度高，确保车身、车牌和车辆前排司乘人员面部特征都清晰可辨。

　　系统综合了车辆前挡风玻璃对光线的反射特性、贴膜情况、环境光线照射情况，采用了特殊的镜头、专门的成像控制策略和补光方式，同时安排了合理的设备布设方式，使得系统全天候对各类车型都能有效解决前挡风玻璃反光和强光直射等问题，确保车身、车牌和车辆前排司乘人员面部特征都清晰可辨。

　　3、车身颜色识别

　　可自动对车身颜色的深浅和10种常见车身颜色进行识别，为公安稽查和刑侦案件侦破提供了科技新手段。

　　系统可自动区分出车辆为深色车辆还是浅色车辆；并识别出10种常见车身颜色，包括白色、银色、灰色(含灰与银灰)、黑色、红色(含红与暗红)、深蓝色、蓝色(含蓝和青)、黄色(含金黄和黄)、绿色(含绿和暗绿)、褐色(含浅褐和褐)，10种颜色以外的颜色(含花色车辆)属于其它颜色。

　　深浅分类准确率不小于80%；10种常见车身颜色识别准确率不小于60%。

　　采用视频触发作为辅助触发，在线圈触发失效的情况下，能够在较短的时间内报警，同时取代线圈进行触发工作。这样，用户可以在第一时间得到故障信息，在问题解决前仍然可以有效监控道路运行状况，可以做到无间断的监控和及时的反应。

　　采用两个独立的网络结构，即终端服务器与智能高清摄像机之间的网络和终端服务器与中心之间的网络相互独立。这样可以减少对公安网IP地址的占用，监测点内的设备增加或IP变更更加方便，网络安全性也大大提高。

　　结语

　　新一代基于高清智能工业相机的一体化汽车牌照识别系统将在智能交通领域和城市安防领域发挥更大作用，并将在各类应用中，展现出其先进技术的优势
]]>行业资讯http://www.pvontek.com/blog/arm/369.html#commenthttp://www.pvontek.com/blog/http://www.pvontek.com/blog/feed.asp?cmt=369http://www.pvontek.com/blog/cmd.asp?act=tb&id=369&key=415fce86a@b.com (arm)http://www.pvontek.com/blog/arm/368.htmlMon, 28 Mar 2011 13:15:52 +0800http://www.pvontek.com/blog/arm/368.html
　　英特尔表示，它还计划在今年晚些时候推出基于其最新的SandyBridge架构的耗电量为15瓦的服务器处理器。此外，英特尔宣布它目前正在生产两款至强服务器处理器，耗电量分别是45瓦和20瓦。

　　英特尔将在今年6月之前开放一个实验室，允许开发人员在那里分析在这些芯片上运行的数据中心软件。英特尔销售低功率服务器处理器已经有两年时间了，其中一款至强处理器的耗电量曾达到30瓦。

　　亚马逊、Facebook、谷歌、微软和其它公司的大型数据中心一直在使用简装服务器主板以便节省电源。电源消耗是他们最大的瓶颈之一。

　　英特尔要用它所说的微型服务器解决这个市场的问题。微型服务器使用多个单插座处理器主板共享一个机箱。戴尔、Tyan、Supermicro和广达电脑都使用这种英特尔处理器和主板设计。英特尔称，在未来4年至5年的时间里，微型服务器将占整个服务器市场分的10%以上。 ]]>行业资讯http://www.pvontek.com/blog/arm/368.html#commenthttp://www.pvontek.com/blog/http://www.pvontek.com/blog/feed.asp?cmt=368http://www.pvontek.com/blog/cmd.asp?act=tb&id=368&key=1cfce9ea