基于嵌入式Web服務(wù)器的遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)

摘要：介紹了一種基于嵌入式web服務(wù)器的遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)的硬件及軟件實(shí)現(xiàn)。該系統(tǒng)主要包括遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集、分析、診斷、仿真等功能。 關(guān)鍵詞：嵌入式web服務(wù)器 數(shù)據(jù)采集 故障診斷 仿真遠(yuǎn)程診斷技術(shù)是通過設(shè)備診斷技術(shù)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合，在設(shè)備上建立狀態(tài)監(jiān)測點(diǎn)，采集設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)，在診斷中心對設(shè)備運(yùn)行進(jìn)行分析診斷的一項(xiàng)新技術(shù)。用于診斷的系統(tǒng)大致可以分為三類：·大型的在線狀態(tài)監(jiān)測與診斷系統(tǒng)；·以便攜式數(shù)據(jù)采集器與巡檢裝置的計(jì)算機(jī)輔助診斷系統(tǒng)；·利用internet實(shí)現(xiàn)的遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)。

在線式系統(tǒng)適用于連續(xù)的狀態(tài)監(jiān)測與診斷，系統(tǒng)構(gòu)成復(fù)雜、費(fèi)用昂貴、專用性強(qiáng)。而便攜式監(jiān)測與分析系統(tǒng)可以定時(shí)或不定時(shí)巡檢，適用面廣，用途廣泛。遠(yuǎn)程診斷的實(shí)現(xiàn)既能使設(shè)備的故障診斷更加靈活方便，應(yīng)用更加廣泛，又能實(shí)現(xiàn)資源共享，避免重復(fù)開發(fā)。因此，該技術(shù)近年來得到飛速的發(fā)展。一般的遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)需要在現(xiàn)場配置專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，成本較高，本文提出一種基于嵌入式web服務(wù)器的數(shù)據(jù)采集與診斷系統(tǒng)，它不需要在現(xiàn)場配置專用計(jì)算系統(tǒng)。1 系統(tǒng)原理及組成圖1是基于嵌入式web服務(wù)器的數(shù)據(jù)采集與故障診斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。從圖1中可以看出，整個(gè)遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)可分為三個(gè)部分：嵌入式web服務(wù)器的數(shù)據(jù)采集、客戶方局域網(wǎng)、遠(yuǎn)程診斷服務(wù)器與網(wǎng)上診斷資源。1.1 嵌入式web服務(wù)器近年來互聯(lián)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要趨勢就是它被越來越多地用于低成本的場合，如手持設(shè)備、智能家電等。8位處理器已經(jīng)在很多場合替代昂貴的32位處理器實(shí)現(xiàn)互聯(lián)；而且這種策系統(tǒng)也有著自身的優(yōu)點(diǎn)，例如：低廉的價(jià)格、易于與各種傳感器和采集器接口、體積小巧，而且能很方便地?cái)U(kuò)展各種協(xié)議如uart、i2c、spi協(xié)議等與以太網(wǎng)協(xié)議的轉(zhuǎn)換，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集和遠(yuǎn)程控制。

本系統(tǒng)中嵌入式web服務(wù)器為客戶方局域網(wǎng)提供網(wǎng)絡(luò)接口，同時(shí)具有現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集的功能，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)到客戶局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸。克服了傳統(tǒng)方法中需要現(xiàn)場配置pc機(jī)的缺陷，而且更能克服環(huán)境條件的限制。（1）硬件結(jié)構(gòu)嵌入式web服務(wù)器硬件結(jié)構(gòu)如圖2所示。本系統(tǒng)中嵌入式web服務(wù)器選擇sx52bd作為主控cpu。sx52bd是美國ubicom公司專門為網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)計(jì)的一款8位超高速控制器，運(yùn)行速度可高達(dá)50mhz。該芯片基于risc架構(gòu)、運(yùn)算速度高、靈活的i/o控制、高效的數(shù)據(jù)操作，而且支持isp在線編程。本系統(tǒng)選擇24lc256串行eeprom作為數(shù)據(jù)存儲單元（網(wǎng)頁存儲單元）。24lc256是32k字節(jié)的串行eeprom，通過i2c總線與sx52bd通信?？梢源娣挪杉瘮?shù)據(jù)或者網(wǎng)頁。如果需要存儲網(wǎng)頁，應(yīng)該預(yù)留網(wǎng)絡(luò)下載接口（可以通過i/o口線擴(kuò)展串行口，網(wǎng)頁內(nèi)容通過pc機(jī)串口下載）。nic芯片可選擇rtl8019as或者美國davicon公司的dm9008。rtl8019as是臺灣realtek半導(dǎo)體器件公司生產(chǎn)的10baset全雙工以太網(wǎng)收發(fā)控制器。這兩款控制器與ne2000完全兼容，只是管腳分布有些不同。數(shù)據(jù)采集部分可以根據(jù)需要自行選擇，具有相當(dāng)?shù)撵`活性。（2）軟件實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)中嵌入式web服務(wù)器的軟件主要由芯片初始化設(shè)置、tcp/ip協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)、數(shù)據(jù)采集及處理等模塊組成。在程序中加入基于tcp/ip協(xié)議的用戶自定義數(shù)據(jù)通信協(xié)議。這樣使客戶局域網(wǎng)中的pc機(jī)能夠與嵌入式web服務(wù)器進(jìn)行自定義的通信，如：發(fā)送數(shù)據(jù)采集命令、采集參數(shù)初始化命令等。利用sx52bd實(shí)現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧中，物理層功能由網(wǎng)絡(luò)接口卡（nic芯片）來完成。程序的初始化部分包含其驅(qū)動程序。網(wǎng)絡(luò)層