仪表系统的嵌入式控制器的开发研究

　　把嵌入式系统应用到仪器仪表领域，让传统的仪表，Internet和微处理器相结合，已成为仪器仪表行业发展的趋势。

　　本文首先由基于嵌入式智能仪表的远程监控系统引出嵌入式控制器，然后结合嵌入式控制器，作者具体阐述了UML-RT和平台思想在嵌入式控制器系统设计中的运用，给出了嵌入式控制器设计的详细步骤和具体内容。

　　1 引言

　　在仪器仪表迅速发展的同时，计算机和网络技术也在迅速发展，PC机已经从高速增长进入到平稳发展时期，嵌入式系统的出现和广泛应用，使计算机和网络进入了后PC时代，基于嵌入式智能仪表远程监控系统作为工业控制网络重要发展方向之一。而嵌入式控制器是能够实现智能仪表远程监控的关键设备，是工业控制仪表与Internet连接的桥梁。

　　2 控制器总体介绍

　　嵌入式智能仪表的结构及其与Internet的连接方案设计如图1。

　　图1基于嵌入式智能仪表的远程监控系统

　　嵌入式控制器是用于执行独立功能并具有以复杂方式处理数据能力的控制系统，它内置在工业仪表上，由三部分组成:高速处理器、嵌入式Web服务器和工业仪表接口。嵌入式控制器以高速处理器为核心，由高速处理器和其他芯片协同工作来控制电子设备或装置，能够完成监视、控制等各种自动化处理任务。嵌入式控制器是一种很好的基本接入设备，它通过工业仪表接口与仪表相连。嵌入式控制器在TCP/IP数据传输的基础上，将Web功能融入整个装置。客户只要拥有浏览器，即可方便的与控制器进行通信，对现场智能仪表进行过程参数的查看与设定，控制对象的关闭与开启。

　　基于嵌入式仪表的远程监控系统的核心是嵌入式控制器，嵌入式控制器是一个典型的嵌入式系统，嵌入式控制器的系统设计遵从嵌入式系统设计的相关理论。系统设计需要考虑把软件和硬件的结构作为一个统一协调的整体。嵌入式系统趋向于采用高平台(Platform)和采用面向对象的UML-RT来进行系统的分析和设计。因此，我们在设计嵌入式控制器时，采用UML-RT和平台(Platform)，使嵌入式控制器有一个弹性的架构，能够方便快速的改变或扩充功能，满足系统要求。

　　3 嵌入式控制器的需求分析

　　我们利用UML的用例图(use case)来对嵌入式控制器进行需求分析。用例图从用户的观点描述了系统硬件和软件的功能。按照前面我们对嵌入式控制器的功能描述，我们得出系统的用例图，如图2所示。其中包括七个不同的用例和两个不同的角色。