基于QNX的SCADA系统嵌入式通讯前置机的应用研究

摘要

通信前置机系统在调度管理自动化系统中起着“承上启下”的重要作用，如果其性能较差，则会导致整个系统出现数据处理的“瓶颈”。针对这一问题，本文给出了提高通信前置机实时性能的系统设计方案。　　论文首先对SCADA系统和通信前置机系统的发展情况进行了概述，并分析了目前通信前置机系统中的所存在的一系列问题，阐述了本课题的意义，给出了本论文所要完成的主要工作。　　接着，本文对通信前置机的功能进行了分析，通过对多个实时多任务操作系统之间的比较，确定了采用QNX实时多任务操作系统作为本课题的软件平台，并对本课题中要用到的通信规约作了简要分析。　　其次，论文对QNX操作系统的特性作了详尽的分析，并讨论了QNX系统中多进程和多线程的编程技术。　　然后，通过对通信前置机系统的硬件需求分析，确定了以PC104CPU模块为核心的硬件平台架构，有效的降低了系统硬件平台的价格。　　最后，本论文通过多种规约的共性分析，确定了多规约处理方案；并根据通信前置机的功能分析以及进程和线程的特点，确定了系统的框架结构；通过采用面向对象技术以及多进程、多线程结合的编程方式，完成了整个通信前置机系统的详细设计，提高了通信前置机系统的实时性能，并给出了系统最终运行的人机界面。

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1 SCADA系统发展概述

1.2 SCADA系统通信前置机发展概述

1.2.1 SCADA系统通信前置机的发展

1.2.2目前通信前置机中所存在的问题

1.3基于QNX的SCADA系统通信前置机设计的意义

1.4本论文所做工作及章节安排

第2章SCADA通信前置机系统功能设计

2.1通信前置机的软件需求分析

2.2实时操作系统的选型设计

2.3 SCADA系统通讯规约概述

2.3.1 CDT规约概述

2.3.2 IEC-101规约概述

第3章QNX实时操作系统性能分析

3.1 QNX实时操作系统主要特点及性能分析

3.1.1 QNX基于微内核的体系结构分析

3.1.2 QNX基于消息的进程间通讯

3.2 QNX下的应用程序开发平台

3.2.1 Photon概述

3.2.2 Photon Appbuilder(PhAB)概述

3.2.3 QNX下多进程和多线程程序设计

第4章通信前置机系统的硬件结构设计

4.1通信前置机对硬件平台的需求分析

4.2通信前置机硬件平台的选型分析

4.3通信前置机嵌入式硬件平台结构设计

4.3.1 PC/104主机板选型设计

4.3.2多功能智能串行通讯接口

4.4 QNX在嵌入式硬件平台上的裁减及设置

第5章通信前置机系统的软件设计

5.1通信前置机系统方案设计

5.1.1多规约系统分析

5.1.2通信前置机的功能模块设计

5.2通信前置机软件系统详细设计

5.2.1通信前置机系统管理进程设计

5.2.2通信前置机系统Photon进程设计

5.2.3通信前置机系统网络进程设计

5.2.4通信前置机系统规约处理进程设计

5.2.5通信前置机系统人机界面设计

5.3本系统与基于Windows系统的实时性能比较

5.3.1 QNX与Windows之间的性能分析

5.3.2 QNX与Windows之间的实时性能比较

结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果