嵌入式智能单元网络维护系统探析

摘要：本文分析了嵌入式智能单元的需求和系统开发方向，探讨了嵌入式智能维护系统的开发和应用。

关键词：嵌入式；智能单元；网络；维护系统

中图分类号：TP393.07 文献标识码：A文章编号：1007-9599 （2011） 12-0000-01

Embedded Intelligence Unit Network Maintenance System Analysis

Chen Baoda

(Dalian Fishe Ries University,Dalian Vocational&Technical College,Liaoning116300,China)

Abstract:This paper analyzes the demand for embedded intelligence and systems development unit of the direction of embedded intelligent maintenance system development and application.

Keywords:Embedded;Intelligence unit;Network;Maintenance system

一、嵌入式智能单元与开发方向

智能单元是将单片机、可编程控制器、计算机和信号处理器等多个元器件和系统组成的硬件单元，是嵌入式的网络维护系统中的核心构成。如何选择智能单元应当以实际需要作为依据。大型的嵌入式智能检测维护系统需要很多不同种类的智能单元，而小型的嵌入式网络维护系统需要的智能单元种类和数量较少。

（一）远程维护网络系统技术研究

嵌入式维护系统的网络构架与技术的应用中，网络维护系统的基础是信息（数据、音频和视频信息）多通道传输的网络实现，以远程维护诊断网络中的节点（系统维护诊断核心节点、用户节点、生产节点、诊断节点）的信息传递要求为依据，将信息传输系统的软硬件要求和系统造价进行综合考虑，在软件、硬件和系统集成等多方面进行研究的系统实现与应用。

而网络维护诊断的规范和标准的制定与研究，也同样是嵌入式网络维护系统必不可少的一部分。信息技术资源的共享是网络维护诊断的核心内容之一，要完成信息的安全有效贡献则必须进行标准化和规范化的定义，同时与国际规范和标准同步，有监测输出参数与方案的定义、测试数据存储格式、有关参数的限值、传输协议、数据表达形式、分析方法、软件设计共享的标准和修改程序的统一等。

（二）网络化的设备状态监测硬件研究

嵌入式智能单元维护系统的网络化还包括可靠性较高的监测技术和采集信号的同步多通道高效率技术。根据设备工作状态和监测信号的不同，以DSP进行高速信号处理和多通道同步整周期信号的抓取并完成多种方式的实现。进行以嵌入式为基础的数据采集监测系统研发，将系统即时性、可靠性和功能拓展为目标，对现有系统的技术水平和性能进行改进。嵌入式的网络介入技术，是将高性能的嵌入式处理系统和操作系统作为嵌入式智能单元核心，将高速以太网接口内置，完成设备状态监测的嵌入式单元的网络介入，并实现状态信息数据的网络传输。将嵌入式的网络服务器和以网络为基础的维护系统功能为途径，完成设备状态信息的网络。

（三）诊断维护软件平台研究开发

以模糊理论为支持、神经网络为基础的信息处理技术和算法的智能化，是维护诊断软件开发的核心。设备故障智能化诊断维护技术和多途径智能诊断方法的融合研究，开发以确定性知识和模糊分析相结合的综合推理专家系统。开发以网络为基础的信号分析和智能诊断应用程序。

二、嵌入式智能维护系统

智能维护系统（IMS，Intelligent Maintenance System），或者将其叫做e-Maintenance，采用智能预测方法与性能衰退分析，结合电子信息技术，包括非接触式通信技术、嵌入式智能电子技术和互联网技术，让设备实现故障接近为零（Near-Zero-Break-down）的高效维护检测系统。由于融合了性能衰退的预测和分析的方法，研究网络服务器的嵌入式生产技术，以Intranet或Internet的方式进行机器与设备的连接，实现时间和地点没有局限的网络维护和监控操作，实现无需停工的低故障维护，减少维护投入，提高产品价值与服务水平。

以网络为基础的嵌入式智能诊断维护系统包括四个主要部分的内容，智能化测量、智能化检测、智能化诊断与智能化预测。嵌入式智能单元网络维护系统具备了多种功能，包括：远程信息采集的多途径实现，即插即用式智能单元信息模块并与互联网标准相符合，以软计算为主要预测方法的非线性模式智能维护。如，系统采用ARM+DSP主从结构。主处理器S3CA510B部分的设计采用16M的SDRAM和2M的FLASH。$3C4510B是Samsung公司开发的一款性价比很高的ARM核SoC，它内含ARM7TDMI内核，并内置10／100M Ethernet控制器，特别适合网络应用。ARM作为主处理器，完成系统管理及网络传输；DSP作为协处理器，完成信号处理、分析、信息融合及初步评估。单元体可通过网线或以无线方式通过网络与设备管理机连接，再与远程维修服务支持系统交互。单元体不仅实现了软硬件集成，且具有体积小、智能化程度高、实时性好等特点，这种组合将成为嵌入式系统的发展方向。

智能维护系统流程主要研究Intranet或Internet环境下生产设备互连的安全性、快速性、可交互性、管理效率和投入产出比提升的解决方案。包括：将设备与Internet或Intranet进行互连的嵌入式Web服务器平台和设备可同时进行访问的Web服务器软件。智能维护技术具有广泛的发展前景，由于未来的制造系统是基于网络控制的多机系统，性能的评价既可以通过单机的历史性能数据进行纵向比较，又可以进行多机的横向性能比较。因此，基于网络的预测诊断维护智能管理优化技术的研究，将提高整个工业生产率。智能维护系统在工业生产、科学实验以及交通运输等不同领域具有广泛的应用前景。随着网络技术的不断发展，智能维护技术将在越来越多的领域得到应用。

三、结束语

在网络技术不断发展的今天，企业的网络化和智能化是不可逆转的潮流。嵌入式智能单元的标准化和规范化，让嵌入式智能单元的网络维护系统成为可能。以智能维护检测技术的预测为主要方式进行设备故障的预防式维护，有效降低维护成本，也是现代制造业发展的未来趋势。

参考文献：

[1]杨健,张慧慧.基于嵌入式智能单元的网络维护系统研究[J].计算机集成制造系统,2006,8