[发明专利]嵌入式轨道交通车站设备信息采集机及其方法

说明书

技术领域

本发明属轨道交通车站设备技术领域，特别是涉及一种嵌入式轨道交通车站设备信息采集机及其方法。

背景技术

我国轨道交通在不同的建设时期，选用了不同国家供货商的专业控制系统，由于这些公司各自的技术背景、制式和标准不尽一致，功能相互不同也互不兼容。在轨道交通呈现网络化建设运营时，使得全网络设备状态的信息采集、信息发布、集中监控、车地信息交互以及系统集成等都造成了许多障碍。

当轨道交通网络形成后，必须对整个网络的控制中心进行统一规划，同时要考虑多条线路控制中心的资源共享。为了满足轨道交通车站设备监控系统网络化运营的需求，研究开发一种关键电子装备系统——轨道交通车站设备信息采集机，其主要的功能优点在于利用微软的COM、DCOM技术，做到和底层的具体设备(例如PLC)通信协议无关，把上层的应用程序与硬件及操作系统相关的接口完全封装起来，对车站设备监控的上层系统来讲，完全感觉不到底层硬件环境的变化，同时也能够满足程序运行于不同操作系统上的需要，在不同系统下采用统一的接口。该装备以OPC(OLE for Process Control)Server技术为基础，在ReWorks实时操作系统平台上开发实现，提供了不同制式下的信息存储转发机制，实现了异构信息同构化的统一描述，解决了不同制式系统的信息互连互通问题。

ReWorks嵌入式实时操作系统，包括任务、任务通信、中断、异常、时钟、信号及计时器等基本核心模块，涵盖控制台和串口的基本I/O系统，文件系统，网络系统以及图形系统。与此同时，ReWorks系统还可以与VxWorks系统兼容。Reworks是一个高可靠、强实时嵌入式实时操作系统，采用微内核及组件技术，能根据应用需要对操作系统内核进行配置、裁剪、扩展与定制，具备较强的伸缩能力。

为ReWorks嵌入式软件开发与运行提供全过程支持的软件为ReDe3。ReDe 3是一个及嵌入式软件设计、开发、调试、仿真验、测试、集成部署于一体的开发平台。它以Eclipse开放体系结构为基础，集成了实时嵌入式软件建模与测试等CASE工具，提供了团队开发能力，具备了完善的工具链管理配置能力，具有指令级仿真能力，提供了所见即所得的嵌入式图形应用开发环境，具备主机开发环境与目标环境协同工作能力，并提供了丰富的目标系统运行工具，具备外部资源自动导入识别能力，提供了软件资源复用机制，具备强大的嵌入式软件定制与配置能力及集成部署与冲突检测机制。

OPC是OLE for Process Control的缩写，即把OLE应用于工业控制领域。OLE原意是对象链接和嵌入，随着OLE 2的发行，其范围已远远超出了这个概念。现在的OLE包容了许多新的特征，如统一数据传输、结构化存储和自动化，已经成为独立于计算机语言、操作系统甚至硬件平台的一种规范，是面向对象程序设计概念的进一步推广。OPC建立OLE规范之上，它为工业控制领域提供了一种标准的数据访问机制。

工业控制领域用到大量的现场设备，在OPC出现以前，软件开发商需要开发大量的驱动程序来连接这些设备。即使硬件供应商在硬件上做了一些小小改动，应用程序就可能需要重写；同时，由于不同设备甚至同一设备不同单元的驱动程序也有可能不同，软件开发商很难同时对这些设备进行访问以优化操作。硬件供应商也在尝试解决这个问题，然而由于不同客户有着不同的需要，同时也存在着不同的数据传输协议，因此也一直没有完整的解决方案。

自OPC提出以后，这个问题终于得到解决。OPC规范包括OPC服务器和OPC客户两个部分，其实质是在硬件供应商和软件开发商之间建立了一套完整的“规则”，只要遵循这套规则，数据交互对两者来说都是透明的，硬件供应商无需考虑应用程序的多种需求和传输协议，软件开发商也无需了解硬件的实质和操作过程。采用OPC规范的解决方案如图1所示。

采用OPC的优越性：

1)硬件供应商只需提供一套符合OPC Server规范的程序组，无需考虑工程人员需求。

2)软件开发商无需重写大量的设备驱动程序。

3)工程人员在设备选型上有了更多的选择。

4)OPC扩展了设备的概念。只要符合OPC服务器的规范，OPC客户都可与之进行数据交互，而无需了解设备究竟是PLC还是仪表，甚至在数据库系统上建立了OPC规范，OPC客户也可与之方便地实现数据交互。

发明内容