嵌入式远程终端服务器的制作方法

本发明涉及一种嵌入式远程终端服务器，属于云计算领域。

背景技术：

进入21世纪以来，以物联网、云计算、智慧地球等为代表的新一代信息技术蓬勃发展，促进了以绿色、智能和可持续发展为特征的新一轮科技革命和产业革命的来临。云服务是指采用云计算技术的大规模服务器集群（云端）为用户提供的不必下载、不必安装、上网即用、操作方便、功能丰富、价格低廉的互联网服务，其带来的一个重大变革是从以设备为中心转向以信息为中心。云服务的实现往往要依存于众多技术，如虚拟化、自动化、web2.0等。在云计算时代，在云端有专业人员对数据、平台、软件进行维护，而用户只需在浏览器中键入应用的网址，登录后即可在浏览器中做以前在个人电脑上所能做的一切事情。

随着技术的发展，计算机的能力在不断提高，但是对于某些巨型的计算任务而言，目前的单机计算能力仍然是杯水车薪。而在另一方面，据统计，全世界的pc有70％以上的时间都处于闲置状态，这是一种资源的极大浪费。分布式计算技术可以收集这些闲置的计算资源加以利用。由于技术上的可行性和实际应用的需要，分布式计算正在逐渐取代集中式计算而成为主流。

分布式系统是一个将硬件或软件组件分布在联网的计算机上，组件之间通过传递消息进行通信和动作协调的系统。分布式系统是若干个独立计算机的集合，这些计算机对于用户来说，像是单个一致的系统。分布式系统的这个定义包含两方面含义：硬件，各个机器本身是独立的；软件，对于用户来说，他们使用这个计算机集合就像是和单个的系统打交道。

目前，国内很多行业存在智能化程度低、远程通信能力差、操作复杂、造价及维护成本高等问题，需要一种低成本、易部署、易维护、管控一体化结合的数据采集与监控管理方案，而作为分布式云计算的重要组成部分，服务器扮演了非常重要的角色。

技术实现要素：

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种嵌入式远程终端服务器，包括远程现场信号的数据采集装置和远端设备控制装置以及多个以太网接口、rs485接口、can总线接口、usb配置接口，通过上位机的usb配置软件或者通过web远程访问进行系统配置和工程量配置；采用32位arm处理器和实时嵌入式操作系统。

优选的，上述服务器通过8路16位a/d采集。

优选的，上述服务器通过4路d/a输出，即pwm方波输出，或经推挽积分电路，输出电压信号。

优选的，上述服务器通过4路开关量输出。

优选的，上述服务器具有1路rs232/rs485接口。

优选的，上述服务器具有1路标准以太网接口，支持10路tcp协议并发访问。

优选的，上述服务器具有1路标准usb2.0接口，可通过usb进行设备参数和工程量配置。

优选的，上述服务器使用uip协议栈，实现webserver功能，可通过网页配置设备的各项参数并实时观测设备的ad采样值，da输出值和开关量输出值。

本发明提供的嵌入式远程终端服务器是一种智能多总线工业测控终端，是监控与数据采集系统scada(supervisorycontrolanddataacquisition)的基本组成单元，应用于测控点分布距离远，生产单位分散的生产环境，提高工业化和信息化水平，满足低碳经济、绿色发展、数字化管理的需求。

附图说明

图1为本发明提供的嵌入式远程终端服务器cgi程序访问和执行过程示意图；

图2为本发明提供的嵌入式远程终端服务器通信接口方式示意图；

图3为本发明提供的嵌入式远程终端服务器i²c总线通信方式示意图。

具体实施方式

本发明提供一种嵌入式远程终端服务器，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本实施例提供的嵌入式远程终端服务器可实现远程现场信号的数据采集和远端设备控制。每个rts单元都具有以太网接口、rs485接口、can总线接口、usb配置接口，通过上位机的usb配置软件或者通过web远程访问进行系统配置和工程量配置，无需二次编程开发。

远程终端服务器采用先进的32位arm处理器和实时嵌入式操作系统，功能强大、安装方便、集成度高、可靠性高、功耗低，可以完成数据采集、定时计数、远程控制、复杂计算、联网通讯、web交互等功能，采用软、硬件双看门狗技术，满足复杂恶劣环境的应用需求。采用modbusrtu、modbustcp等多种标准通讯协议与数据采集系统通讯，通过opc服务器实现与scada系统的集成。

本实施例基于嵌入式arm架构，接口丰富，扩展性强，应用方式灵活，具有如下功能和特点：

（1）支持modbusrtu/tcp通信协议，具有rs232、rs485、以太网、usb、can等通信接口；

（2）支持硬件、软件双看门狗及数据掉电保护功能；

（3）工业标准设计，din导轨安装结构，方便现场安装；

（4）8路16位a/d采集，实现高精度，多通道数据采集，4-20ma，1-5v输入，100hz转换频率；

（5）4路d/a输出(pwm方波输出，或经推挽积分电路，输出电压信号)；

（6）4路开关量输出，电平型，3.3vdc；

（7）1路rs232/rs485接口；

（8）1路标准以太网接口，支持10路tcp协议并发访问；

（9）1路标准usb2.0接口，可通过usb进行设备参数和工程量配置。

（10）使用uip协议栈，实现webserver功能，可通过网页配置设备的各项参数并实时观测设备的ad采样值，da输出值和开关量输出值。

远程终端服务器的webserver以uip协议栈为基础构建，需要实现http、tcp和udp等协议。每一个远程终端服务器具有可配置的ip地址，通过以太网就可以将设备接入云中。任何一个连接到云中的终端设备，都可以通过http协议与远程终端服务器的webserver建立连接。远程终端服务器的webserver在web浏览器和设备之间提供了统一的gui接口，并且和所有的web浏览器兼容，使得客户端可以像在本地一样透明地监控管理设备状况。

在基于b/s(浏览器/服务器)模式的网络监控系统中，由于web浏览器不能理解嵌入式设备的内部操作，因此采用程序接口cgi技术实现处理器和浏览器之间的通信。cgi是一种接口规范，可以处理客户端(ie、firefox等浏览器)提交的数据，完成客户端和服务器的交互操作。当用户通过浏览器向webserver发出请求时，webserver守护进程启动相应的cgi程序，将请求转化为服务器能够识别的格式，进行处理后，再由cgi将结果转化为web浏览器能够识别的格式，作为http应答消息回送到客户端。

访问一个cgi程序的完整过程如图1所示。

（1）用户要求浏览器访问一个cgi程序资源(url地址指向这个cgi程序)；

（2）浏览器与web服务器建立连接，发送http请求；

（3）web服务器接收到http请求，分析浏览器请求的资源，发现是一个cgi程序：

（4）服务器将http请求头标设置成环境变量，执行cgi程序；

（5）如果http请求方法是post，cgi程序从标准输入读取浏览器发送的数据内容，如果htit请求方法是get，cgi程序从环境变量uery--string中获取浏览器发送的数据内容；

（6）cgi程序根据浏览器发送来的数据，进行相应处理，并将生成的结果输出到标难输出；

（7）服务器在cgi程序的结果上附加状态行和一些头标信息，然后将结果返回给浏览器。

通过webserver，可以使用户与安装在生产现场的远程终端服务器建立无缝连接，实现对现场仪表状态和实时数据的查看，向现场设备发送控制指令等功能。通过配置仪表数据的工程量，还能够将采集到的原始数据进行处理和计算，变换为标准、易读的工业参数显示在用户界面中。

嵌入式远程终端服务器的spi和i²c接口可以连接以spi或者i²c接口控制的设备，以同步时钟的方式读取和输出数据，如图2和3所示。

本发明提供的嵌入式远程终端服务器是一种智能多总线工业测控终端，是监控与数据采集系统scada(supervisorycontrolanddataacquisition)的基本组成单元，应用于测控点分布距离远，生产单位分散的生产环境，提高工业化和信息化水平，满足低碳经济、绿色发展、数字化管理的需求。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。