LXI-сумісні мікроконтролерні гетерогенні ethernet-системи дистанційного технічного моніторингу

Запропоновано підхід до організації систем збору та обробки експериментальних даних для віддаленого спостереження стану технічних об’єктів як гетерогенних мереж вимірювальних мікроконтролерних Ethernet-модулів з підтримкою на міжмодульному рівні відкритого стандарту LXI. Вимірювальний LXI-модуль побудовано як мережу інформаційних блоків одержання даних. Для сполучення інформаційних блоків між собою використано мікроконтролерну реалізацію різнорідних технологій промислових мереж SPI, I2C, 1-Wire, LPC, RS-485. Така структура дозволила використати для збору експериментальних даних промислові компоненти серійного виробництва, створені за закритими технологіями та стандартами виробників, та забезпечила можливість підключення таких спеціалізованих мережевих структур до відкритих LXI-систем та глобальних мереж Інтернет/Інтранет. Для покращення характеристик серійних первинних перетворювачів інформаційних блоків запропоновано використання технології інтелектуальних датчиків за стандартом IEEE-1451.4. До серійного датчика додано постійний запам’ятовуючий пристрій, де в стандартизованому форматі зберігаються паспортні та калібровочні характеристики датчика, які використовуються для корекції його вихідних даних. Міжмодульна взаємодія реалізована у відповідності до вимог стандарту LXI. При цьому забезпечено адаптацію протоколів стеку ТСР/ІР до обмежених обчислювальних можливостей мікроконтролерних засобів. Для конфігурування вимірювальних модулів згідно до вимог стандарту LXI забезпечено мікроконтролерну підтримку генерації Web-сторінки з можливістю динамічного налаштування параметрів модулів. Для цього розроблено мікроконтролерну обмежену реалізацію прикладного протоколу HTTP з підтримкою обробки даних Web-форм за технологією CGI. Розроблено апаратно-програмні рішення для синхронізації мікроконтролерних LXI-модулів на базі протоколу мережевої синхронізації IEEE-1588.

Використання вбудованих мікроконтролерних засобів дозволило суттєво зменшити вартість віддаленого Інтернет-моніторингу та Інтернет-керування, зменшити масогабаритні показники та енергоспоживання системи порівняно з комп’ютерними архітектурами. Побудова мікроконтролерних систем технічного моніторингу за принципом різнорідних мереж мікроконтролерних вимірювальних модулів дозволила використати існуючі промислові мережеві технології в відкритих Ethernet-системах на базі стандарту LXI.