专利名称：一种分布数据库实时信息平台的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及信息平台系统，特别是一种分布数据库实时信息平台。
背景技术：
信息平台是指网络、服务器及节点通讯软硬件的总称，实时信息平台是指要求信息交换速度很高的信息平台，厂矿及工程等工业分布式控制系统DCS必须具有实时信息平台，目前已有的信息中心(也有称平台)功能是用电脑软件来实现的，即把实时数据分块用协议通讯与各分区电脑交换信息，在网络上设立服务器，网络上所有的分区电脑节点用协议通讯方式与服务器交换信息来完成信息中心功能，这是传统的方式。其缺点在于:1、信息经各种电脑大量中转，网络通讯量极大，占用网络带宽很大，速度慢实时性差，不是真正的实时信息平台，信息数量过多时网络负荷饱和，信息中心无法工作。2、由于信息经多层电脑中转，整个系统是串行工作模式，“瓶颈”多，系统可靠性差，事故多。3、要求信息实时大容量及高速响应在技术上很难实现。4、同时平台通讯软件开发量很大，效率低，软硬件成本很高。5、平台依赖电脑工作，系统抗“病毒”及“干扰”差，易瘫痪。因此目前的信息中心用于管理多，实时应用不多，影响工业控制现代化的发展，需要发展实现通讯全自动化的简便低成本的实时信息平台，
发明内容本实用新型的目的在于提供一种分布数据库实时信息平台，它主要解决实时信息平台的高速响应、大容量及低成本:现有信息平台网络通讯量极大，占用网络带宽很大，速度慢实时性差，实时点容量小，不是真正的实时信息平台，存在信息数量过多时网络负荷饱和，信息中心无法工作等技术问题；同时创新了采用区域组播使平台所有节点共享分布数据库，不需要繁琐的RS485等协议通讯，大大简化了软件开发，大大提高效率及降低成本。它能达到厂矿及工程等现代化实时控制及实时信息系统的低成本、高可靠、大容量、高速的要求。为实现上述目的，本实用新型的技术方案是:一种分布数据库实时信息平台，其特征在于:它包括上层采用VLAN分区的1000M双以太网的管理电脑，与上层机并行工作的多个区域机，每区网络并联连接许多个具有DRP2000平台专用芯片的PPC200万能可编程控制器，平台采用VLAN区域组播格式。所述的分布数据库实时信息平台，其特征在于:所述的PPC200万能可编程控制器由PLC可编程控制器、ICU可编程放大器信息采集器和DRP信息平台组成DCS系统构成；其中:PLC可编程控制器、ICU信息采集器及DCS系统均装入了 DRP2000芯片。所述的分布数据库实时信息平台，其特征在于:所述的DRP2000芯片包括一个双读写口的分布式综合数据库RAM储存器、一个CPU内固化专用平台协议程序的芯片、一个通用的以太网驱动芯片；双读写口的分布式综合数据库RAM储存器的一个口通过通用的以太网驱动芯片通过交换机连接采用VLAN分区的IOOOM双以太网，另一个口与可编程控制器内部连接。所述的分布数据库实时信息平台，其特征在于:所述的双读写口的分布式综合数据库RAM储存器为IDT7134或IDT7007，通用的以太网驱动芯片为RTL8019或KSZ8842，CPU内固化专用平台协议程序的芯片为STC11F32XE。所述的分布数据库实时信息平台，其特征在于:平台上所有节点在网络上并行工作，区域组播使所有节点分布数据库同步一致相等，因此所有节点共享平台分布数据库，不需要繁琐的RS485等协议通讯就构成实时信息平台。本实用新型的特征为:UDRP2000芯片结构(44脚芯片或5X6cm组件):DRP分布数据库实时信息平台采用在平台上每个节点(模块与电脑)放置一个DRP2000芯片(组件)，DRP2000芯片内部包括:一个双读写口的分布式综合数据库RAM储存器；一个CPU内固化专用平台协议程序的芯片；一个通用的以太网驱动芯片。如图2，带协议程序的CPU芯片能使平台上所有节点分布式数据库一致相等，双读写口的分布式综合数据库RAM储存器的一个口通过以太网驱动芯片连接平台以太网，用VLAN组播实现所有节点分布式数据库一致相等，另一个口供单片机或电脑节点直接读写数据库用。2、本实用新型平台采用世界上速度最快的以太网作物理介质，利用以太网的UDP协议作本平台的最低层协议(0SI第七层)，其他层协议均为本专利专创协议，使平台简便易得、低成本、高性能。3、本实用新型32K固化协议是固化在CPU芯片中作硬件使用，其工作原理采用本人发明专利ZL00125634.3的原理加以改进提高，其工作原理如下:每个节点内DRP2000具有相同的专用工作协议，当每个节点DRP2000内分配给本节点的任意一个数据库的数据发生变化时，协议立即把该数据库的数据用一个短报文进行VLAN区域组播，使平台上本区域的所有节点分布数据库立即刷新，也就是在一个组播周期内就实现平台所有分布数据库的同步一致相等，每个节点的分布数据库就是平台总数据库，以太网一个广播周期为微秒级，考虑到动态多个节点同时排队广播，实际上平台所有分布数据库在一毫秒内实现同步一致相等，也就是平台上数据动态响应小于一毫秒，对节点来讲，每个分布数据库就是平台的总数据库，节点读写本节点分布数据库就是与平台总数据库交换数据，从而每个节点不需要通讯可以共享平台的数据库，平台通讯全自动化。平台上正常的数据库刷新是靠上述协议完成，考虑到一些长期不变的静态数据库，协议还有慢扫描程序，定期慢速扫描广播不变的数据库数据，同时使用慢程序输出节点的“心跳”信号，另外当万一出现丢报文时，慢程序还是主协议的冗余报文补赏，慢程序使平台分布数据库同步功能更完善更可靠。根据这个协议的实施例能实现平台Ims以内的数据库高速响应及平台64000实时
点的大容量。4、DRP2000芯片直接采用RAM数据库接口模式与单片机或电脑的节点连接，节点直接读写动态分布总数据库，快速简便通用，RAM的顺序地址作为数据库地址，RAM的内容作为数据库数据，这是一种压缩方式，大大提高数据库交换速度。[0024]5、电脑节点可用DRP2000芯片，也可以使用常驻电脑软件udboard专用软件、内存及通用网卡替代DRP2000芯片，全能模拟DRP2000功能，简化电脑节点，也降低成本。6、为了大型信息平台内众多设备能够分区工作，既独立又信息汇总，DRP利用以太网交换机的VLAN分区功能，将平台用不同IP地址分为若干个分区，进行分区广播，在上层指挥管理电脑中，放多区DRP2000或全区udboard，提高分区的信息响应速度，上层电脑能双向汇总64000点全部信息。7、本平台采用所有节点共享分布数据库方式，也大大简化了 PPC200的PLC可编程方式，使PLC可以实现“傻瓜式” 二次编程。
图1是本实用新型系统的结构示意图。图2是本实用新型中DRP2000芯片的结构示意图。
具体实施方式
如图1-2所示，本实用新型公开了一种分布数据库实时信息平台。如图所示:它包括上层采用VLAN分区的1000M双以太网2的管理电脑1，与上层机并行工作的多个区域机3，每个连接许多个具有DRP2000平台专用芯片的PPC200万能可编程控制器。所述的PPC200万能可编程控制器由PLC可编程控制器41、ICU可编程放大器信息采集器42和DRP信息平台组成DCS系统43构成；其中:41、42、43中装入了 DRP2000芯片5。如图2所示，所述的DRP2000芯片5包括一个双读写口的分布式综合数据库RAM储存器51、一个CPU内固化专用平台协议程序的芯片52、一个通用的以太网驱动芯片53 ；双读写口的分布式综合数据库RAM储存器51的一个口通过通用的以太网驱动芯片53通过交换机连接采用VLAN分区的1000M双以太网2。所述的双读写口的分布式综合数据库RAM储存器51为IDT7134或IDT7007，通用的以太网驱动芯片53为RTL8019或KSZ8842，CPU内固化专用平台协议程序的芯片52为STC11F32XE。本实用新型中的信息平台中设计了 DRP2000芯片5 (44脚芯片或5X6 cm组件)，该芯片硬件布置到网络每个节点中，由每个节点的DRP2000分布数据库总和取代服务器，DRP不用高成本及不可靠的服务器；采用固化在DRP2000芯片内的专用协议，使网络所有节点的DRP2000分布数据库在动态Ims时间内同步一致相等，每个分布数据库就成了平台总数据库；每个节点只与本节点的DRP2000分布数据库交换信息，不需要网络通讯，实现了每个节点高速共享网络总数据库的实时信息平台功能。由于采用软硬件结合取消服务器及通讯工作，因此使网络带宽缩小几百几千倍，平台实现低成本、高速、大容量、高可靠。
实施例本人在中国的航母试验舰中搞了一个设备控制系统实施例，用以证明本专利技术的可行性及高性能，实施例系统结构如下:系统中具有PPC200万能可编程控制器，其功能包括PLC可编程控制器、ICU可编程放大器信息采集器、DRP信息平台组成DCS分布式控制系统，所有模块及电脑节点均装上DRP2000芯片或udboard专用软件，许多台PPC200及许多台电脑就构成DRP分布数据库实时信息平台，实现更好的DCS分布式控制功能。上层指挥管理电脑为IOOOM以太网，采用VLAN分区，系统分成32个不同IP地址的分区，满足航母试验舰不同设备之间隔离又信息相通的要求，每个区内最多有2000个实时点，采用许多PPC200及电脑组成，因此整个信息平台为64000实时点(32X2000)。实施例实际使用16000个实时点的平台样机上进行测试，平台网络静态带宽为300KB，动态最大带宽小于2MB，实测平台上数据动态响应平均值为400微秒。
权利要求1.一种分布数据库实时信息平台，其特征在于:它包括上层采用VLAN分区的IOOOM双以太网(2)的管理电脑(1)，与上层机并行工作的多个区域机(3)，每区网络并联连接许多个具有DRP2000平台专用芯片的PPC200万能可编程控制器，平台采用VLAN区域组播格式。
2.根据权利要求1所述的分布数据库实时信息平台，其特征在于:所述的PPC200万能可编程控制器由PLC可编程控制器(41)、1⑶可编程放大器信息采集器(42)和DRP信息平台组成的DCS系统(43)构成；其中:PLC可编程控制器(41)、1⑶可编程放大器信息采集器(42)和DRP信息平台组成的DCS系统(43)中均装入了 DRP2000平台专用芯片(5)。
3.根据权利要求2所述的分布数据库实时信息平台，其特征在于:所述的DRP2000平台专用芯片(5)包括一个双读写口的分布式综合数据库RAM储存器(51)、一个CPU内固化专用平台协议程序的芯片(52)、一个通用的以太网驱动芯片(53);双读写口的分布式综合数据库RAM储存器(51)的一个口通过通用的以太网驱动芯片(53)通过交换机连接采用VLAN分区的1000M双以太网(2)，另一个口与可编程控制器内部连接。
4.根据权利要求3所述的分布数据库实时信息平台，其特征在于:所述的双读写口的分布式综合数据库RAM储存器(51)为IDT7134或IDT7007，通用的以太网驱动芯片(53 )为RTL8019或KSZ8842，CPU内固化专用平台协议程序的芯片(52)为STC11F32XE。
专利摘要本实用新型涉及信息平台系统，特别是一种分布数据库实时信息平台。它包括上层采用VLAN分区的1000M双以太网的管理电脑，与上层机并行工作的多个区域机，每个连接许多个具有DRP2000平台专用芯片的PPC200万能可编程控制器。它主要解决实时信息平台的高速响应、大容量及低成本现有信息平台网络通讯量极大，占用网络带宽很大，速度慢实时性差，实时点容量小，不是真正的实时信息平台，存在信息数量过多时网络负荷饱和，信息中心无法工作等技术问题；同时创新了采用区域组播使平台所有节点共享分布数据库，不需要繁琐的RS485等协议通讯，大大简化了软件开发，大大提高效率及降低成本。它能达到厂矿及工程等现代化实时控制及实时信息系统的低成本、高可靠、大容量、高速的要求。
文档编号G05B19/418GK202995409SQ201220641768
公开日2013年6月12日 申请日期2012年11月29日 优先权日2012年11月29日
发明者徐绍衡 申请人:徐绍衡