一种基于c/s模式的光源性能监测控制系统的制作方法_2

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[0018]图5为本发明前端监控层控制界面示意图;
[0019]图6为本发明单个设备操作界面示意图;
[0020]图7为本发明调制出的高斯形光脉冲示意图;
[0021]图8为本发明调制出的马鞍形光脉冲示意图。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
[0023]图1为本发明基于C/S模式的光源性能监测控制系统架构示意图。
[0024]请参见图1,本发明提供的基于C/S模式的光源性能监测控制系统,由设备层、设备控制层、网络层、前端监控层四部分构成,各层的主要功能及实现如下:
[0025](1)设备层
[0026]设备层由被控设备组成,分别为DFB、幅度调制器、相位调制器、第一宽带放大器、第一声光开关、第二宽带放大器、第二声光开关和功率放大器,各设备之间顺序连接,构成脉冲光纤激光器的光路。每个设备都由一块C8051F005芯片控制,接收并执行设备控制层下发的指令,同时监测设备的状态信息,并上传给设备控制层设备。设备层各设备之间通过RS-485总线连接,与上层设备控制层构成RS-485网络。
[0027](2)设备控制层
[0028]设备控制层由一个嵌入式控制器构成,其主控芯片是AMD Geode LX800处理器,夕卜部支持RS-485、以太网、7寸IXD触摸屏,并挂载了WinCE 6.0操作系统。嵌入式控制器一方面是主控设备,另一方面也是被控设备。作为主控设备,嵌入式控制器通过RS-485与设备层设备构成485网络,并且可以通过触摸屏,对设备层设备完成本地监控,即进行状态信息查询和参数控制等操作。作为被控设备,嵌入式控制器接收从前端监控层下发的控制或查询指令,解析之后,再通过485网络,转发给设备层设备,同时,嵌入式控制器通过以太网,将监控数据通过网络层设备,发送给前端监控层。
[0029]嵌入式控制器使用.NET框架进行开发,采用c#语言实现,所以WinCE操作系统需要安装.NET2.0以上的版本。嵌入式控制器软件分为四大功能模块:上位机控制命令收发模块、设备层数据采集模块、设备层数据解析模块、可视化操作界面模块。
[0030]1)上位机控制命令收发模块
[0031]上位机控制命令收发模块可以接收来自前端监控层的数据采集和参数设置命令,对指定的设备层设备进行数据采集和参数设置,并将结果及时的反馈给前端监控层。此模块采用TCP/IP协议,传输内容采用Json字符串。
[0032]2)设备层数据采集模块
[0033]设备层数据采集模块分为广播采集设备基本信息和轮询采集设备数据信息,采集指令采用RS485协议,采集回来的信息都保存在本地的HashTable里,本地的HashTable分为基本信息和数据信息两大类。
[0034]a)广播采集设备基本信息
[0035]以一定的周期来对各个设备发送广播消息,设备收到广播消息后,应答对应设备类型编码、设备出厂信息,并将此信息与HashTable中的设备信息进行比对,并将数据封装成KeepAl ive心跳包发送给前端监控层。若HashTable中不存在某设备信息,则判断该设备为新接入设备,并将其设备类型和出厂信息存入HashTable中;若HashTable存在该设备信息,则判断该设备依旧在线。若HashTable本来存在该设备,但是重发几次广播采集命令仍未收到设备回复信息,则判断该设备已经掉线并删除HashTable中该设备的信息,同时,由可视化操作界面模块显示掉线告警信息。在将定期采集的数据信息和HashTable中的信息进行比对的同时,上位机控制命令收发模块用KeepAlive心跳包的形式,将设备在线信息发送给设备控制层。
[0036]b)轮询采集设备数据信息
[0037]采用轮询的方式对基本信息HashTable中已有的前端设备进行参数查询,并将这些数据存于本地的数据信息HashTable中。由上位机控制命令收发模块从此HashTable中取数据,并将其封装成Json串,定期发送给前端监控层。
[0038]设备层数据采集模块还将可视化操作界面和上位机的设置指令,从本地的HashTab 1 e中取出来,并通过RS-485总线发送给设备层各设备。
[0039 ] 3)设备层数据解析模块
[0040]设备层数据解析模块对采集到的在线设备的数据信息进行解析,并与标准数据进行比对,判断数据是否正常,当出现越界情况时,发送对应告警消息给前端监控层。
[0041 ] 4)可视化操作界面模块
[0042]可视化操作界面模块在本地对设备层设备进行监测和控制,定时从数据信息HashTable中取出对应设备的参数信息,显示到嵌入式控制器驱动的IXD触摸屏上,同时用户可以通过触摸屏对各设备进行设置。
[0043]通过以上四个模块,嵌入式控制器完成了对设备层的本地监控,并将485总线数据转换成标准TCP/IP数据帧,为远程监控打下了基础。嵌入式控制器的数据流方向如图2所不ο
[0044](3)网络层
[0045]网络层采用以太网交换机将网络划分为若干个网段。以太网交换机由于具有数据存储、转发的功能,使各端口之间输入和输出的数据帧能够得到缓冲,不再发生数据碰撞。同时交换机还可对网络上传输的数据进行包过滤,使每个网段内节点间数据的传输只限在本地网段内进行,而不需经过主干网,也不占用其他网段的带宽,从而降低了所有网段和主干网的网络负荷。
[0046](4)前端监控层
[0047]前端监控层软件同样使用.NET进行开发,采用c#语言实现,操作系统需安装.NET2.0以上的版本;数据库采用开放的关系型数据库MySQL,使用结构化查询语言(SQL)进行数据库管理。
[0048]前端监控层软件由GUI模块(图形用户接口)、网关功能模块、数据库模块、Json数据处理模块及TCP/IP协议栈模块组成,各模块之间的关系如图3所示。
[0049]用户通过⑶I模块与网关功能模块交换数据,对设备进行监测与控制;与数据库模块交换数据,实现多种历史信息的查询与显示。
[0050]网关功能模块,对上分别与GUI模块和数据库模块交换数据,对下与嵌入式控制器交换数据,从而实现对设备层的性能监控、故障监控和拓扑发现等功能。
[0051]数据库模块包含5张表单,分别为“当前在线设备表”、“当前在线设备参数表”、“当前在线设备告警表”、“历史告警表”、“历史设备参数表”。网关功能模块监测到新设备上线,就向“当前在线设备表”写入新的设备类型和出厂号,并将设备参数信息定时写入“当前在线设备参数表”,若发现告警,则将告警信息写入“当前在线设备告警表”;网关功能模块监测到设备掉线,则将“当前在线设备表”里的该设备信息删除,并将该设备的各项参数信息写入“历史设备参数表”。GUI模块定期与数据库模块交换数据,实现多种历史信息的查询与显不O
[0052]Json数据处理模块位于网关功能模块和网络层之间,将各种监控信息转换为Json串,通过TCP/IP进行传输。
[0053]TCP/IP协议栈模块,完成802.3以太网物理层、数据链路层功能、IP传输层功能、TCP/UDP网络层功能,实现IP通信处理能力,用于承载Json业务信息。
[0054]上述模块开发完成后,前端监控层就可以通过以太网与嵌入式控制器进行数据交互,这样用
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