[0001] 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

[0002] 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。 在云计算吋 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 。

[0003] 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 P C有 70%以上的吋间都处于闲置状态， 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。

[0004] 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。

技术问题

[0005] 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。

问题的解决方案

技术解决方案

[0006] 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 吋嵌入式操作系统。

[0007] 优选的， 上述服务器通过 8路 16位 A/D采集。

[0008] 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。

[0009] 优选的， 上述服务器通过 4路幵关量输出。

[0010] 优选的， 上述服务器具有 1路 RS232 / RS485接口。

[0011] 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。

[0012] 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。

[0013] 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 备的各项参数并实吋观测设备的 AD采样值， DA输出值和幵关量输出值。

发明的有益效果

有益效果

[0014] 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(Supervisory Control and Data Acquisition)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。

对附图的简要说明

附图说明 [0015] 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； [0016] 图 2为本发明提供的嵌入式远程终端服务器通信� �口方式示意图；

[0017] 图 3为本发明提供的嵌入式远程终端服务器 1 2C总线通信方式示意图。

本发明的实施方式

[0018] 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。

[0019] 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， 无需二次编程幵发。

[0020] 远程终端服务器采用先进的 32位 ARM处理器和实吋嵌入式操作系统， 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、 定吋计数 、 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 Modbus RTU、 Modbus TCP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。

[0021] 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：

[0022] (1) 支持 Modbus RTU /

TCP通信协议， 具有 RS232、 RS485、 以太网、 USB、 CAN等通信接口；

[0023] (2) 支持硬件、 软件双看门狗及数据掉电保护功能；

[0024] (3) 工业标准设计， DIN导轨安装结构， 方便现场安装；

[0025] (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；

[0026] (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)； [0027] (6) 4路幵关量输出， 电平型， 3.3VDC;

[0028] (7) 1路 RS232 / RS485接口； [0029] (8) 1路标准以太网接口， 支持 10路 TCP协议并发访问；

[0030] (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。

[0031] (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 并实吋观测设备的 AD采样值， DA输出值和幵关量输出值。

[0032] 远程终端服务器的 Web Server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 Web Server建立连接。 远程终端服务器的 Web Server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 。

[0033] 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 Web Server发出请求吋 ， Web Server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 HTT P应答消息回送到客户端。

[0034] 访问一个 CGI程序的完整过程如图 1所示。

[0035] (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)； [0036] (2) 浏览器与 Web服务器建立连接， 发送 HTTP请求；

[0037] (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：

[0038] (4) 服务器将 HTTP请求头标设置成环境变量， 执行 CGI程序；

[0039] (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；

[0040] (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； [0041] (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。

[0042] 通过 Web Server, 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吋数据的査看， 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。

[0043] 嵌入式远程终端服务器的 SPI和 1 ² C接口可以连接以 SPI或者 1 ² C接口控制的设备 ， 以同步吋钟的方式读取和输出数据， 如图 2和 3所示。

[0044] 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(Supervisory Control and Data Acquisition)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。

[0045]

[0046] 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。