专利名称：具有多个cpu内部协调处理装置的多功能远程通讯系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及多功能远程通讯系统，更特殊地，涉及具有多个CPU内部协调处理装置的多功能远程通讯系统。
首先应该说明的，本发明在此使用术语“多功能远程通讯系统”，或者“具有多个CPU内部协调处理装置的多功能远程通讯系统”是供单个测量站点(例如，一个无人值守的污染监测站)使用的系统，该系统是一个集数据采集，数据搜集整理和远程通讯诸多功能于一体的通讯系统。现行的这类系统大致可分为两类。一类是采集数据，然后将采集的数据经过整理或未加整理发送到中心站，再由中心站将各个测量站点的测量数据进行综合处理以获得最终的结果，显然，这类系统虽能提供实时和/或事后数据，但是，这种系统的构成极为庞大。另一类系统是集数据采集，数据搜集整理和通讯于一体，但它是通过单个CPU来实现，而这样的CPU系统必须是一个具有全系统器件的容量较大的CPU系统，整个系统的体积大，造价高，但又降低了整机的可靠性。
因此，本发明的目的在于提供一种能克服已有技术缺点的，具有多个CPU内部协调处理装置的多功能远程通讯系统。
本发明的上述目的是通过下述方案解决的(
图1-3)。
按照本发明的一个方面，具有多个CPU内部协调处理装置的多功能远程通讯系统包括多个CPU，每个CPU执行一项或几项任务，每个CPU连接着一个内部通讯总线控制器，且第三个CPU还连接一个远程通讯控制器，其中，在一个CPU通过其内部通讯总线控制器与另一个CPU的内部通讯总线控制器之间构成通讯链路时，所述的一个CPU与另一个CPU之间实现传递指令和/或交换数据，第三个CPU不再能通过其内部通讯总线控制器与前述的任何一个CPU建立通讯链路，而当第三个CPU通过远程通讯控制器对外通讯时，它将不能与前述的任一个CPU建立通讯链路。应该指出的，该实施方案在一个CPU与第三个CPU之间形成内部通讯链路时需经过另一个CPU。
按照本发明的另一个方面，具有多个CPU内部协调处理装置的多功能远程通讯系统包括多个CPU，每个CPU执行一项或几项任务，其中一个CPU与一个内部通讯总线控制器相连，另一个CPU不含内部通讯总线控制器，第三个CPU不仅与一个内部通讯总线控制器相连接，且还连接一个远程通讯控制器，当一个CPU通过其内部通讯总线控制器向另一个CPU直接构成通讯链路时，所述的一个CPU与另一个CPU之间实现传递指令和/或交换数据，而第三个CPU不再能通过其内部通讯总线控制器与前述的任何一个CPU建立通讯链路，而当第三个CPU通过其远程通讯控制器对外通讯时，它将不能与前述的任何一个CPU建立通讯链路。应该指出的是该实施方案在一个CPU与第三个CPU之间形成内部通讯链路时需要经过另一个CPU。
按照本发明的又一个方面，具有多个CPU内部协调处理装置的多功能通讯系统包括多个CPU，每个CPU执行一项或多项任务，其中一个和另一个CPU分别具有一个与之相连接的内部通讯总线控制器，而第三个CPU具有两个内部通讯总线控制器，以及一个远程通讯控制器，当一个CPU通过其内部通讯总线控制器向另一个CPU的内部通讯总线控制器构成通讯链路时，所述的一个CPU与另一个CPU之间实现传递指令和/或交换数据。同样，一个CPU也可以以相同的方式与第三个CPU之间实现传递指令和/或交换数据，这与前两个解决方案不同，但是它仍遵守一个CPU与另一个CPU建立通讯链路时，第三个CPU不再能通过其内部通讯总线控制器与前述的任何一个CPU建立通讯链路，而当第三个CPU通过其远程通讯控制器对外通讯时，它将不能与前述的任何一个CPU建立通讯链路。
为了对本发明的解决方案有详细的了解，下面就第一个解决方案作更详细的说明。
对于第一个解决方案，更具体地说，当一个CPU在工作空余时间发出允许通讯的信号，并等待一段时间，其向上相邻的CPU监视着这个信号。当收到相邻CPU不忙，允许通信的信号后，立即发出一个外部中断信号，空闲的CPU立即进入通讯中断程序，两个CPU建立起通讯链路，一旦链路接通，双方传递指令和/或交换数据，收到数据的一方经校验和检查无误后，自动退出，再执行自己的其它任务。如果校验和检查后认为有误，则收方要求发方重发，以保证通讯数据的正确。
由于内部通讯总线控制器的接通链路控制信号是由向上相邻的CPU发出的，当双方通讯完毕，该CPU发出关闭通讯信号，内部通信总线控制器立即关闭通讯通路，一次通讯完毕。
本发明的具有多CPU内部协调处理装置的多功能远程通讯系统采用了如前所述的CPU间的内部协调处理装置，因此，保证了每两个CPU通讯时不会受到第三个CPU的干扰，保证了通讯的正常运行；同样，当第三个CPU处于远程通信状态时，也不会受到其它CPU的干扰，从而保证了通讯的可靠性。
按照本发明的具有多个CPU内部协调处理装置的多功能远程通讯系统的一个优选实施例是所述的CPU是单片机。
本发明的具有多个CPU内部协调处理装置的多功能远程通讯系统相较于已有技术，具有以下优点第一，由于采用多个CPU，而每个CPU承担各自的任务，只有当两个CPU之间有空闲时间时才构成通讯链路，因此能保证测量的实时性。
第二，当两个CPU之间构成通讯链路时，第三个CPU不可能与前述的任何一个再建立通讯链路，从而保证了交换数据的可靠性，且不受干扰。
第三，多个CPU可以采用单片机，因此，它将大大地降低了造价。
第四，由于每个通信系统是集数据采集，数据搜集整理和远程通信于一体，它适合于一个通讯枢钮和多个监测站点的结构配置系统。
本发明的具有多个CPU内部协调处理装置的多功能远程通讯系统通过下面结合附图所示的实施例的详细说明将会更加清楚，附图有图1是按照本发明的具有多个CPU内部协调处理装置的多功能远程通讯系统的CPU与内部通讯总线控制器和远程通讯控制器之间的连接方式的示意图，用于说明通讯途径；图2是按照本发明的具有多个CPU内部协调处理装置的多功能远程通讯系统的CPU与内部通讯总线控制器和远程通讯控制器之间的另一种连接方式的示意图，用于说明通讯途径。
图3是按照本发明的具有多个CPU内部协调处理装置的多功能远程通讯系统的CPU与内部通讯总线控制器和远程通讯控制器之间的又一种连接方式，用于说明通讯途径；图4是按照本发明的具有多个CPU内部协调处理装置的多功能远程通讯系统的一个实施例的方框图；图5是第一CPU的流程图；图6是第二CPU的流程图；图7是第三CPU的流程图；图8是内部通讯中断处理程序的流程图；图9是远程通讯的流程图。
首先参考图4，说明本发明的具有多个CPU内部协调处理装置的多功能远程通讯系统。它包括一个第一CPU，以及与第一CPU相连接的一个作为整个系统工作的计时基准的计时时钟；一个用于通过CPU控制不同操作的功能键盘；一个用于显示时间或输入参数或测量结果的显示器，该显示器可以是数码管；以及一个用于与其它CPU相连，在一定条件下。执行与其它CPU通讯功能的第一内部通讯总线控制器。
所述的功能键包括如下这些键即“RESET”在开机或掉电后重新复位时使用。当按下“RESET”键，所有的CPU从起始状态开始运行。
LP1键模式键，当按下LP1键时，可以转换不同的显示，以及修改参数模式；LP2键路数、次数设定键；F/Δ,S/Δ,T/Δ键均为数据修改键；N/P键数据修改确认键，和充当打印键。
第一CPU和第一内部通信总线控制器之间的关系将在后面说明。
一个第二CPU，一个与CPU相连接的明渠污水流量计，通过该流量计的打印口收集流量计时测量的瞬时流量，累计流量和时间。此时第二CPU充当打印机的作用，其内部数据存贮器相当于智能打印机的内存。第二CPU与明渠污水流量计的数据传递是以这样一种方式传递，当明渠污水流量计检测到第二CPU不忙信号时，以ASCII码型式向第二CPU发送的数据，每次传送50个数据，每次发送以0×0D结束。当第二CPU接收到上述以ASCII码型式发送的数据后，判断所接收的数据是否是合法数据，如果是原来的约定好的打印机允许接收的字符集1的数据，如合法则接收，如不合法则丢弃。如果第二CPU接收到的50个数据是合法数据，则将其转换成二十进制数据，保存在第二CPU内部的一个缓冲区内，以备通讯之用。
8路污染防治设施的工作状态由霍尔传感器感应出电流信号，该信号的电流为100MA，经输入变换器转换成0-5伏(DC)的电压信号，该信号输入到一个输入电路，该电路采用低噪声、低漂移、低失调的高性能线性放大器，对信号进行隔离、放大和电平平移，输出的信号送到16路多路转换器，16路多路转换器的转换速度由第二CPU控制，多路转换器的输出信号送入12位A/D转换器；位A/D转换器将输入的模拟信号转换成0-4095的数字量，第二CPU对采集的每路数据进行数字滤波，数字滤波是采用6中取4的数字滤波方法，从而去掉不可靠的数据，获取真正的记录信息。16路的信息和前述的流量信息一起放入第二CPU的内部通讯缓冲区，并加以编排，以备内部通讯时取出。
第二CPU和第二内部通讯总线控制器之间的关系将在后面说明。
一个第三CPU，该CPU通过与之连接的第三内部通信总线控制器从第一CPU和第二CPU分别提取时间信息，包括年，月，日，时，分和打印命令信息，以及瞬时流量，累计流量和这些量发生的时间以及16路采样值的信息，并存入内部的一个缓冲区内。第三CPU将提取的这些数据进行压缩，组成数据发生的时刻与相应数据的组合，存于大容量存贮库中。
第三CPU对接收到的打印命令作出鉴别，确认后，取出相应数据，并将压缩数据转变为ASCII数据，然后按命令要求由微型打印机打印。
第三CPU还通过远程通讯控制器监视远程通讯口，查看振铃，判断振铃来自中心计算机的呼叫，还是其它用户的语言电话，如果是中心计算机的呼叫，则按中心计算机传递数据的命令要求传送相应的数据块。在发送前还应将压缩数据变为适合于远程传输的ASCII码型式。
本发明的具有多CPU内部协调处理装置的多路远程通讯系统还包括一个自动识别装置，该装置识别是由中心计算机的呼叫还是其它用户的语言电话，并用调制解调器实施。
第三CPU当数据记满时，能及时擦除过时信息，为存入有用信息准备存贮区。
第三CPU与第三内部通信总线控制器的关系将在后面说明。
按照本发明的具有多个CPU内部协调处理装置的多功能远程通讯系统的内部通讯总线控制器是一个受控的双向三态门。
下面结合附图5-9说明第一，第二和第三CPU的流程图，内部通讯中断处理程序流程图和远程通讯流程图，从而说明各个CPU与内部通讯总线控制器和远程通讯控制器之间的关系。
首先参照图5，说明第一CPU的流程图。如图所示，第一CPU在步骤S101开机后，在步骤S102进行初始化，初始化结束后，步骤进入S103，在该步骤检查是否有通过键盘发出的指令，如果存在通过键盘发出的指令，步骤进入键识别程序S104，识别是什么样的命令后，进入步骤S105-1到S105-2执行键命令，在键命令执行后检查是否存在N/P命令(步骤S106)，在步骤S107保存各种数据，数据保存后，进入步骤S108准备通讯数据。如果在步骤S103不存在键盘指令，或者在步骤S106检查不存在N/P，都将直接进入步骤S108，等数据已准备完毕，发出允许通讯信号并等待，之后在步骤S109检查第二个CPU有无允许通讯信号，如果收到第二个CPU允许通讯信号，进入步骤S110收发数据，收发数据后，程序返回到S103，如果在步骤S109没有收到第二CPU允许通讯信号，这表明第二CPU正在忙，无法通讯，这时返回到步骤S103。
现参照图6，说明第二CPU的流程图。第二CPU在步骤S201开机后进入工作状态，它首先检查明渠污水流量计是否在线(步骤S202)，如果在线，在步骤S203接收流量计数据，对所接收的数据在步骤S203接收流量计数据，对所接收的数据在步骤S204检查其是否合法，如果数据合法，这表明对流量计的数据采集结束，从而进入步骤S205采集16路各个防治污染设施的工况数据。另外，如果在步骤S202表明流程计不在线，步骤也直接进入步骤S205。在采集数据后，由第二CPU进行6中取4数字滤波(步骤S206)，滤波后的数据在步骤S207按二十进制进行数据变换。变换后，在S208准备通讯据，之后，在步骤S209发允许通讯信息，信息发出后，在步骤S210延时等待，在接到第一CPU允许通讯信息后与第一个CPU收发数据(S211)，当与第一CPU收发完数据，在步骤S212向第三CPU发中断信号，之后在步骤S213延时等待第三CPU发的允许通讯信息，待收到该信息在步骤S214与第三个CPU收发数据，收发后程序返回步骤S202。
参照图7，说明第三CPU流程。第三CPU在步骤S301开机后进行初始化(步骤S302)，初始化后检查是否有振铃(步骤S303)，如果有振铃，表示有外来通讯(来自中心站的或其它的)，步骤进入S304，对远程通讯初始化，初始化结束后，检查振铃次数(步骤S305)，如果振铃次数为5次(按本发明约定)，说明外来通讯是来自中心站，第三CPU在步骤S306接收远程中心站的计算机数据，接收完后立即进入步骤S307将第三CPU存贮的数据发送给远程中心站的计算机，一旦数据发送完，第三CPU由对外通讯转入内部通讯，在步骤S308初始化内部通讯波特率。另外，在步骤S303没有收到振铃，表明这时没有外来通讯，它也转入步骤S308进行内部通讯。当第三CPU在步骤S308初始化结束，在步骤S309发送允许通讯信息并等待，一旦与其它CPU构成通讯链路，在步骤S310收发内部通讯数据；在步骤S311将收到的数据进入压缩，存贮，步骤S312检查是否有打印命令，如果有打印命令，进入步骤S313打印各种报表，打印后，程序返回步骤S303。如果没有打印命令，则进一步检查是否时间是12月31日23点，如果是，请除上一年数据(步骤S315)，然后返回步骤S303。如果不是，也返回步骤S303。
在步骤S305，如果振铃次数不是第5次，程序也进入步骤S312，余下的流程与前述相同，不再重复。
下面参照图8说明内部通讯中断处理程序的流程。中断处理程序始于步骤S400，一旦中断程序启动，立即进入步骤S401保护现场，并在步骤S402检查是否收到字符，如果没有收到，程序返回，如收到字符，进入步骤S403，清除所收到的字符的标志，准备接收下一个字符。在步骤S404未收到下一个起始字符“$”时，步骤返回S402，如果收到起始字符“$”，第三CPU进入步骤S405，接收数据，接收的数据在步骤S406进行校验，如果接收数据有误，进入步骤S407要求重发，程序返回到S402，如果接收的数据无误，则进入发送数据(步骤S408)，对发送的数据在步骤S409进行检查，发现有误，则返回步骤S408，如果无误，则进入步骤S410，取消中断，恢复现场，然后在步骤S411返回。
现参图9说明远程通讯程序。远程通讯程序是本发明的通讯系统与中心站间的通讯，它由第三CPU来完成。
远程通讯程序在步骤S500启动后立即进入步骤S501判断是否收到字符，判断是收到字符，则步骤进入S505。消除所接收的字符的标记，进入步骤S506判断是否收到起始字符“$”，如果没有收到，步骤返回S501。如果收到，则在步骤S507接收来自中心站的命令，对接到的命令在步骤S508作出判别，然后在步骤S509发送相应于命令的数据，所发送的数据在步骤S510作出判断，如果有误，程序返回到步骤S509重发。如果无误，进入步骤S511返回。
另外，在步骤S501，如果没有收到字符，(步骤S502)，在步骤S503进入定时器加一个时间隔再次在步骤S504进行判断，如果时间未到，则程序返回到S501，再次判断如果时间已到仍未出现，则进入步骤S511返回。
申请人已就本发明的第一个解决方案的实施例作了详细的说明，对于本发明的第二个解决方案和第三个解决方案在前面已对各个CPU和内部通讯总线控制器及远程通讯控制器之间的动作关系已作了说明，对本专业的技术人员在此基础上并参照第一个解决方案的实施例作出相应的实施例是显而易见的，因此，申请人不再就第二个和第三个解决方案的实施方式作进一步的说明。
申请人已就本发明的构思及实施例作出了详细说明，对于本专业的技术人员在此基础上可以作出各种变换和改进，而所作出的变换和改进都没有脱离本发明的构思，且都在所附权利要求要求保护的范围之内。
权利要求
1.一种具有多个CPU内部协调处理装置的多功能远程通讯系统，其特征在于包括多个CPU，每个CPU执行一项或几项任务，每个CPU连接着一个内部通讯总线控制器，且第三个CPU还连接一个远程通讯控制器，其中，在一个CPU通过其内部通讯总线控制器与另一个CPU的内部通讯总线控制器之间构成通讯链路时，所述的一个CPU与另一个CPU之间实现传递指令和/或交换数据，而第三个CPU不再能通过其内部通讯总线控制器与前述的任何一个CPU建立通讯链路，而当第三个CPU通过远程通讯控制器对外通讯时，它将不能与前述的任一个CPU建立通讯链路，其中一个CPU与第三个CPU之间形成内部通讯时需经过另一CPU。
2.一种具有多个CPU内部协调处理装置的多功能远程通讯系统，其特征在于包括多个CPU，每个CPU执行一项或几项任务，其中一个CPU与一个内部通讯总线控制器相连接，另一个CPU不含内部通讯总线控制器，第三个CPU不仅与一个内部通讯总线控制器相连接，且还连接一个远程通讯控制器，当一个CPU通过其内部通讯总线控制器向另一个CPU可直接构成通讯链路时，所述的一个CPU与另一个CPU之间实现传递指令和/或交换数据，而第三个CPU不再能通过其内部通讯总线控制器与前术的任何一个CPU建立通讯链路，而当第三个CPU通过其远程通讯控制器对外通讯时，它将不能与前述的任何一个CPU建立通讯链路，其中，一个CPU与第三个CPU之间形成内部通讯链路时需经过另一个CPU。
3.一种具有多个CPU内部协调处理装置的多功能远程通讯系统，其特征在包括多个CPU，每个CPU执行一项或几项任务，其中一个和另一个CPU分别具有一个与之相连接的内部通讯总线控制器，而第三个CPU连接两个内部通讯总线控制器，以及一个远程通讯控制器，当一个CPU通过其内部通讯总线控制器与另一个CPU的内部通讯总线控制器构成通讯链路时，所述的一个CPU与另一个CPU之间实现传递指令和/或交换数据，而第三个CPU不再能通过其内部通讯总线控制器与前述的任何一个CPU建立通讯链路，当第三个CPU通过其远程通讯控制器对外通讯时，它将不能与前述的任何一个CPU建立通讯链路，其中一个CPU与第三CPU之间形成内部通讯链路不需要经过另一个CPU。
4.按照权利要求1所述的通讯系统，其特征在于所说的通讯系统包括三个CPU，其中一个第一CPU，以及与之相连接的一个作为整个系统计时基准的计时时钟，一个用于通过CPU控制不同操作的功能键盘；一个用于显示时间或测量参数或测量结果的显示器；以及一个用于与其它CPU相连的，在一定条件下，执行与其它CPU通讯功能的第一内部通讯总线控制器；一个第二CPU，与第二CPU相连接的有一个明渠污水流量计，一个8路污染防治设施工作状态检测系统和一个用于与其它CPU相连的，在一定条件下，执行与其它CPU通讯功能的第二内部通讯总线控制器，其中所述的明渠污水流量计通过流量计的打印口采集流量计测量的瞬时流量，累计流量和时间，此时，第二CPU充当打印机的作用，其内部数据存贮器相当于智能打印机的内存；所述的8路污染防治设施工作状态检测系统包括由霍尔元件检出的信号，经输入变换器，输入电路送入16路多路转换器，其转换速度由第二CPU控制，多路转换器输出的信号送至A/D转换器，A/D转换器同时接收来自标准源的信号，A/D转换器的输出进入第二CPU，该CPU将A/D转换器的输出经滤波后与流量计的信息一起存在CPU的内部通讯缓存器；一个第三CPU，该CPU接收第一和第二CPU的输出，对输入的数据经压缩后存入大容量存贮库；第三CPU还接收打印命令，控制打印机工作；第三CPU包括与远程中心站之间传递数据的装置；和当数据记满时，能及时擦除过时信息，为存入有用信息准备存贮区。
5.按照权利要求4所述的通讯系统，其特征在于所述的第三CPU还连接一个调制解调器。
6.按照权利要求1-4所述的通讯系统，其特征在于内部通讯总线控制器是一个受控的双向三态门。
7.按照前述权利要求的任一个所述的通讯系统，其特征在于所说的CPU是单片机。
全文摘要
本发明公开了一种供单个测量站点使用的集数据采集,数据搜集整理和远程通讯于一体的,具有多个CPU内部协调处理装置的多功能远程通讯系统,从而大大地降低了对CPU的要求,简化了系统,降低了造价。本发明还公开了用于监视污水排放的实例。
文档编号G06F17/40GK1224204SQ9811710
公开日1999年7月28日 申请日期1998年7月31日 优先权日1998年7月31日
发明者张永生 申请人:张永生