电力装置软件平台的研究——图形界面和文件系统研究

摘要

平台化是电力自动化装置开发的一个重要趋势.就平台的实体的性质来分,自动化开发平台主要包括硬件平台和软件平台.实际经验显示,由于成本、使用灵活性和技术等因素,这两个平台相互之间的配合比较困难.电力自动化装置的硬件平台种类较多,它们在成本、应用场合方面都有自身特点.相比之下,软件平台就不够灵活.尤其是以TROS(实时操作系统)及其相关组件为主要内容的系统软件平台.常用的商用系统软件平台不仅价格高,而且RTOS与其他系统组件(主要指文件系统、协议栈和图形界面系统)耦合紧密,难以单独使用.此外,一般还要高档CPU的支持.该论文在充分考虑电力自动化装置特点的基础上,结合实际应用,对电力自动化装置的软件平台进行了研究,并实现了两个操作系统组件.这两个组件完全自己管理各种数据结构和数据缓冲,可以很容易地与常见的RTOS配合使用,也可以单独使用.一个是基于Flash存储器的嵌入式文件系统——Small File System(SFS).与传统的文件系统相比,SFS采用紧凑存储模式、安全性高、功能可剪裁、且代码尺寸小.实现的第二个系统组件是,基于CAD模式的图形界面设计系统.该系统分为两个部分,即上位机设计软件和运行于单片机的解析程序.它大大地减少了液晶画面开发的工作量和开发难度.在开发某电力自动化装置过程中,用到了这两个组件.实践显示,两个系统组件基本满足工业设计需要.为今后其它应用的开发打下了良好的基础,有利于提高软件开发效率.

目录

文摘

英文文摘

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第一章综述

1.1自动化装置开发的平台化趋势

1.1.1平台化的产生背景

1.1.2平台化的涵义

1.2常见的电力装置硬件平台

1.2.1嵌入式处理器

1.2.2常见的处理器平台

1.2.3硬件平台的发展趋势

1.3常见的电力装置软件平台

1.3.1应用软件平台

1.3.2系统软件平台

1.4装置平台化开发的困难

1.5本课题主要工作

第二章图形界面系统研究与实现

2.1图形界面设计的传统模式

2.1.1 Direct模式

2.1.2 GUI模式

2.2 CAD设计模式的提出

2.3基于CAD设计模式的图形界面系统的实现

2.3.1上位机辅助设计程序

2.3.2解析程序

2.4本章小节

第三章图形界面系统的应用

3.1应用背景介绍

3.2装置的画面介绍

3.3装置中几种特色功能的实现

3.3.1“接线显示”画面

3.3.2“画面显示方案”画面

3.3.3“录波显示”画面

3.3.4“语言设置”画面

3.4本章小结

第四章Flash文件系统的设计与应用

4.1文件系统的基本概念

4.1.1文件系统模型

4.1.2文件系统主要内容

4.2 Flash存储器的结构

4.2.1 Flash存储器的分类

4.2.2 Flash存储器的结构及工作原理

4.3常见的Flash文件系统

4.3.1 FAT Flash文件系统

4.3.2 TFS文件系统

4.4改进的Flash文件系统设计与实现

4.4.1 SFS中Flash存储器的描述

4.4.2 SFS的文件结构及数据区的布局

4.4.3几个主要API的接口设计和实现

4.4.4 SFS的磁盘整理及其掉电恢复机制

4.4.5日志功能和校验功能的实现

4.5 SFS、FFS和FAT Flash文件系统比较

4.6 SFS的应用举例

4.6.1在故障录波中的应用

4.6.2在定值存储中的应用

4.7本章小结

第五章总结

5.1本论文的工作总结

5.2进一步完善的工作

参考文献

附录：解析程序中图元定义

致谢

在学期间完成的论文清单