農機檢測通用接口處理計算機系統(tǒng)的研究

王 沫

(通榆縣雙崗鎮(zhèn)農機站，吉林 通榆 137200)

0 引言

簡單來說，接口技術通常是將硬件與軟件有機結合，實現(xiàn)主機與外部設備在通信與數(shù)據(jù)方面的交換與處理，保證兩者在匹配后發(fā)揮的效果能夠最優(yōu)化，以此提高在信息交換方面的高效性與可靠性。接口一定要具備幾個功能：第一，信息格式良好轉換；第二，多樣化信息與電平有效轉化；第三，對輸入數(shù)據(jù)與輸出數(shù)據(jù)起到緩沖作用；第四，對各種命令起到接收與執(zhí)行作用；第五，輸送處于多樣化狀態(tài)下的數(shù)據(jù)；第六，自主進行中斷的管理等。自動化檢測簡單來說是基于計算機控制下，實現(xiàn)對設備、零部件以及系統(tǒng)在性能方面的故障診斷與故障檢測，與此同時其也為性能、故障等檢測與故障定位方面的一個整體名稱。

1 處理系統(tǒng)原理分析

從該系統(tǒng)基本原理來看，能夠被劃分成三個系統(tǒng)，第一個系統(tǒng)是信息采集方面的系統(tǒng)；第二個系統(tǒng)是數(shù)據(jù)接受與控制方面的系統(tǒng)；第三個系統(tǒng)是數(shù)據(jù)處理方面的系統(tǒng)。這些系統(tǒng)都分別位于完整系統(tǒng)里面的感知層、應用層與傳輸層[1]。其實際流程為，系統(tǒng)中的傳感器在收集到數(shù)據(jù)后，進行相關處理，在處理完畢后通過無線模塊發(fā)射，之后由其他無線模塊進行接收，由USB接口將其輸入進電腦，應用電腦軟件將輸入的數(shù)據(jù)展開處理和修正，最后形成報表。

在信息采集系統(tǒng)中進行多個連接口的配置，其中每一個接口在接入方式上都是能夠經(jīng)過設計而變更的，這樣一來能夠有效滿足多樣化傳感器與多樣化信號接收設備在接收方面的便捷性，此外其處于電力供應環(huán)境下，還能夠選擇發(fā)揮蓄電池作用[2]。

數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)通常會用于對相關數(shù)據(jù)的處理和接收，該操作需要通過設置軟件來實現(xiàn)。當處于軟件界面時，首先要標定好儀器特定部分，以此保證形成具有高精度性質的校正效果，之后會基于這個結果，修正實際被檢測出來的數(shù)據(jù)，并通過試驗得出最終實驗結果，最后形成報告即可[3]。

2 系統(tǒng)組成

2.1 硬件

該系統(tǒng)硬件主要包含信號采集器、信號傳輸器以及終端顯示器三個部分。為了保證各個部件能夠保持正常運行，需要根據(jù)系統(tǒng)需求進行信號通信傳輸硬件的選配。

2.1.1 信號采集器

對于農業(yè)機械來講，主要涉及到的技術參數(shù)包括溫濕度、水壓、氣壓、光照強度、太陽輻射等。為了保障不同檢測參數(shù)的合理運用，設置了18個傳感器接口。由于不同技術的參數(shù)傳感器在數(shù)據(jù)采集過程存在一定差別，所以設置不同的傳感器接口能夠更加便捷地進行數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)通信傳輸。并且為了能夠降低數(shù)據(jù)傳輸過程中產(chǎn)生的衰減，需要確保傳感器具備rs232或者rs485接口，同時可以提供Modbus協(xié)議。在選擇傳感器量程的時候，需要根據(jù)實際需求進行選配，使這項系統(tǒng)能夠滿足不同量程傳感器的接入。

2.1.2 信號傳輸器

一般情況下，信號傳輸器分為有線和無線兩種方式。運用有線傳輸操作較為便捷，只需要直接使用USB傳輸線即可完成。而使用無線傳輸方式則具有一定的復雜性。在當前階段，無線傳輸模塊所具備的技術類型采用了433 MHz頻段無線數(shù)據(jù)終端DTD433，以及GPRS透明傳輸數(shù)據(jù)終端DPT-S09F。其中433 MHz頻段無線數(shù)據(jù)終端DTD433通常支持傳輸距離在3 km以內的信號，而GPRS透明傳輸數(shù)據(jù)終端DPT-S09F則只要滿足中國移動網(wǎng)絡覆蓋便可以進行傳輸，擁有更加廣闊的傳輸范圍，不用擔心受到不同地域的限制。由于農業(yè)機械通常是在野外進行施工作業(yè)，因此無線通信距離在1 km便可以滿足實際需求。除了要考慮傳輸距離，也需要考慮到數(shù)據(jù)傳輸過程的穩(wěn)定性和精準度。在無線傳輸過程中選擇433 MHz頻段無線數(shù)據(jù)終端DTD433時，想要進一步提升信號傳輸?shù)撵`敏度，降低誤碼率，使傳輸數(shù)據(jù)速率維持在2.5 kbps左右，此時應當將傳輸碼組的格式設定為前導碼+同步碼以及數(shù)據(jù)幀的形式。前導碼的長度設置為12 ms，這樣可以有效降低背景噪聲的影響，避免數(shù)據(jù)第一位受到干擾造成數(shù)據(jù)傳輸錯誤。與此同時使用CPU編譯碼，在數(shù)據(jù)識別前添加部分亂碼低于零電平的干擾，維護數(shù)據(jù)傳輸?shù)撵`敏度和精準度。

2.1.3 終端顯示器

一般情況下，終端顯示器會采用電腦顯示器或者打印機，在使用電腦顯示器作為終端顯示器的過程中，應當確保電腦的技術要求滿足相應標準。CPU主頻高于1.9 GHz，內存容量不低于2 GB，硬盤容量應當至少為500 GB，并且?guī)в泄怛尅?/p>

2.2 軟件

隨著農機產(chǎn)品的不斷開發(fā)與改進，相關檢測技術也應當進行優(yōu)化升級，提升檢測技術的精準度。為了達到這樣的目的，需要對控制系統(tǒng)的源程序進行修改升級。軟件系統(tǒng)當中的組態(tài)軟件功能強大，具備了實時數(shù)據(jù)庫、實時控制、SCADA、開放數(shù)據(jù)接口等模塊，用戶可以根據(jù)自己的控制對象和控制需求進行調整，進而實現(xiàn)自動化控制工程，使應用系統(tǒng)能夠滿足實際需求。在編制控制系統(tǒng)的過程中，使用匯編、C語言進行編制通常需要花費較高的價格，并且編制時間較長，穩(wěn)定性不高，在后期升級和功能增加也會受到一定限制。如果應用程序編程人員存在大幅度變動，那么后期在進行源程序修改時將會面對巨大的工作難度。

圖1 軟件控制流程圖

組態(tài)軟件主要是進行數(shù)據(jù)采集和過程控制的專用軟件，通常可以保持靈活多樣的組態(tài)方式滿足用戶開發(fā)界面和使用的需求，并且能夠有效解決控制系統(tǒng)通用性的難題。組態(tài)軟件預設的各種軟件模塊能夠快速實現(xiàn)監(jiān)控層各項功能，支持各種硬件廠家的計算機與I/O接口，通過與工控計算機、網(wǎng)絡系統(tǒng)進行結合，對控制層和管理層提供各類接口，實現(xiàn)系統(tǒng)集成。組態(tài)軟件包括以下幾種功能：(1)強大的界面顯示組態(tài)功能。操作人員可以直接在Windows環(huán)境下借助圖形功能完善界面，快速進入開發(fā)狀態(tài)，便捷高效。(2)良好的開放性。組態(tài)軟件能夠與不同通信協(xié)議互聯(lián)，支持多種硬件設備。組態(tài)軟件不僅可以向下與低層數(shù)據(jù)采集設備進行通信，還可以向上與管理層實現(xiàn)通信，完成上位機和下位機的雙向通信。(3)功能模塊豐富。根據(jù)用戶的測控需求和現(xiàn)場需求提供多樣控制功能。利用不同功能模塊進行實時監(jiān)控、顯示歷史曲線、提供報警等功能，使應用系統(tǒng)操作更加高效便捷。

3 結語

農機檢測通用接口處理計算機系統(tǒng)能夠運用先進的技術手段促進檢測數(shù)據(jù)精準性和一致性的提升。不僅能夠提升檢測水平，還能降低人為干擾造成的影響，進一步提升工作效率，保證檢測工作的高效精準。優(yōu)化農機檢測方式，可以實現(xiàn)在線檢測，降低檢測的工作量，保證數(shù)據(jù)的精準度與可靠性。

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