基于XML的基础自动化层数据集成方法研究

摘要

流程工业是国民经济发展的重要支柱。流程工业综合自动化系统（CIPS）是提高流程工业竞争力的重要技术，目前采用企业经营优化层(ERP)、生产执行系统(MES)、过程控制系统(PCS)的三层结构得到普遍的认可。以PCS为代表的基础自动化层设备包括了各种传感器、执行机构、控制器等，这些设备往往由不同国家不同的生产厂商提供，各设备之间与控制器之间的通信往往采用不同的数据格式，设备之间交互缺乏统一的标准，很难实现各设备、各个控制系统之间的数据集成，进而制约了流程工业综合自动化系统整体优化的实现。
　　本文分析了流程工业现场设备特点、现有控制系统网络化发展趋势及现场设备层数据集成的现状，在此基础上提出了一种基于XML的数据集成方法，探讨将XML应用于基础自动化层数据集成的可行性。
　　论文对基于XML的基础自动化层数据集成进行理论研究，提出一种适用于基础自动化层的基于XML的数据表示方法，针对传感器的数据采集、标定、配置设计了其XML文件及架构文件。课题设计了一个包括智能传感器节点和控制器节点的基于XML的基础自动化层数据集成的演示系统。智能传感器节点基于STM32单片机和μC/OS-II嵌入式操作系统实现，
　　论文给出了其软件系统的任务划分及任务间通信机制；控制器节点基于S3C2410嵌入式处理器和WinCE操作系统实现，论文给出了其软件设计，实现了 XML交换文档的解析以及传感器的标定、数据采集和显示。论文还研究了将 IEEE1451智能传感器标准中传感/执行器电子数据表格 TEDS的数据采用XML格式表述的方法，设计了其XML文档，为实现传感器的在线标定和即插即用建立了基础。

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1 绪论

1.1 课题研究的背景及其意义

1.2 国内外研究的现状

1.3 本文的结构安排

1.4 本章小结

2 基于XML的基础自动化层数据集成方案

2.1 XML语言及其应用

2.2 集成策略

2.3 系统集成方案

2.4 本章小结

3 嵌入式智能传感器节点设计与实现

3.1 嵌入式系统概述

3.2 硬件选择

3.3 XML交换文件的设计

3.4 传感器节点应用程序设计

3.5 IEEE1451传感器网络标准

3.6 智能设备即插即用的实现

3.7 本章小结

4 控制器节点的设计与实现

4.1 硬件开发平台选择

4.2 嵌入式WinCE及其应用开发

4.3 WinCE下的XML文件解析技术

4.4 XML交换文档的解析

4.5 本章小结

结 论

参考文献

在学研究成果

致谢