嵌入式網(wǎng)絡(luò )數控技術(shù)與系統
嵌入式網(wǎng)絡(luò )數控技術(shù)與系統【1】
摘 要：隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，嵌入式技術(shù)已廣泛應用于各行各業(yè)，特別是在通信行業(yè)以及電氣行業(yè)中應用得最為廣泛。
計算機技術(shù)已經(jīng)普遍應用于生產(chǎn)生活中，信息技術(shù)的改革進(jìn)一步促進(jìn)了嵌入式技術(shù)向更多領(lǐng)域的發(fā)展。
利用電腦已經(jīng)不能滿(mǎn)足人們對資源的需求，且不能實(shí)時(shí)控制操作系統，而嵌入式系統的應用解決了這些問(wèn)題，它能在降低計算機運行成本的基礎上進(jìn)一步提高計算機運行速度，實(shí)現最終的資源共享。
主要分析了嵌入式網(wǎng)絡(luò )數控技術(shù)的特點(diǎn)，并進(jìn)一步分析了嵌入式網(wǎng)絡(luò )系統的結構。
關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò )結構;數控技術(shù);網(wǎng)絡(luò )系統
近幾年，數控技術(shù)有了很大的發(fā)展，并廣泛應用于計算機技術(shù)中。
元件在系統中是分立的，主要通過(guò)邏輯電路排列的方式來(lái)進(jìn)行數控運算，可以說(shuō)系統的數控功能是通過(guò)計算機硬件來(lái)實(shí)現的。
隨著(zhù)信息技術(shù)的快速發(fā)展，實(shí)現了數控技術(shù)與網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的結合，而嵌入式系統作為一種專(zhuān)門(mén)針對計算機設計的系統，可以實(shí)現信息和信號的微處理。
一、嵌入式系統模型的特征
1.嵌入式系統模型
嵌入式系統是一種專(zhuān)門(mén)針對計算機設計的系統，它是在多元化電子系統內部形成的。
通常情況下，非電子系統可以有效模擬嵌入式系統的使用環(huán)境，一個(gè)比較大的系統是由大量的嵌入式系統所構成的，通過(guò)嵌入式系統可以實(shí)現同外部環(huán)境的聯(lián)系進(jìn)而實(shí)現同外部環(huán)境的通信。
嵌入式系統服務(wù)于非嵌入式系統，可以有效影響信號的輸出和輸入。
通過(guò)嵌入式系統與計算機技術(shù)的結合可以實(shí)現機電控制，進(jìn)一步完善計算機的微處理器傳感器以及中央處理器等元件，從而可以分析并處理來(lái)自網(wǎng)絡(luò )的數據。
所以，嵌入式系統又被稱(chēng)為嵌入式網(wǎng)絡(luò )數據處理系統。
2.嵌入式系統的可重構能力
嵌入式系統的中央處理器可以實(shí)現外界指令的運算，有微處理器的功能。
將這種理念運用于芯片，再同計算機技術(shù)相結合可以進(jìn)一步實(shí)現微處理技術(shù)的可編功能。
微處理器所具有的柔性可以使芯片的使用更加安全，數據傳輸速度也會(huì )更加的快。
可重構主要指通過(guò)重復使用資源來(lái)實(shí)現資源共享。
嵌入式系統可以通過(guò)控制軟件來(lái)實(shí)現其可重構能力，可以有效利用可重構資源，進(jìn)而重構計算機平臺，使重構的計算機平臺可以在各種環(huán)境下加以使用。
通過(guò)重組的形式來(lái)實(shí)現可重構功能，并實(shí)現軟件的重復利用，也可以更新系統軟件和硬件，并對其進(jìn)行剪裁，從而實(shí)現計算機系統的設計以及數字化控制。
二、嵌入式新型網(wǎng)絡(luò )數控系統的主要結構分析
1.嵌入式網(wǎng)絡(luò )數控硬件的主要結構
嵌入式網(wǎng)絡(luò )數控系統是由很多嵌入式系統組成的，可以實(shí)現數控操作和管理系統的雙效功能，也可以進(jìn)行數據的輸入和輸出，從而實(shí)現人機交互功能。
數控操作的管理界面可以自動(dòng)獲取編碼并對其進(jìn)行編譯，所以當網(wǎng)絡(luò )數控系統有問(wèn)題的時(shí)候可以自動(dòng)分析系統故障。
以太網(wǎng)可以實(shí)現同外部系統的連接，為了方便對數控系統進(jìn)行調試，數控網(wǎng)絡(luò )系統就是使用的這種網(wǎng)絡(luò )。
借助鍵盤(pán)輸入可以有效實(shí)現人機交互，還能通過(guò)不同的輸入操作來(lái)進(jìn)一步完善相應操作進(jìn)而完成任務(wù)。
在嵌入式系統中使用插補器可以控制數據的傳輸速度，并將數據傳輸到嵌入式系統當中，再通過(guò)伺服控制器來(lái)完善數據管理。
借助邏輯分析法可以自動(dòng)處理數據，可以通過(guò)伺服控制器來(lái)對數據處理的速度和位置進(jìn)行控制，進(jìn)而調節工軸速度。
此外，嵌入式系統不僅能借助NC客戶(hù)端來(lái)進(jìn)行遠程控制，還能使用我們經(jīng)常使用的瀏覽器來(lái)進(jìn)行控制。
主要通過(guò)NC系統來(lái)實(shí)現系統的連接，將運動(dòng)控制器同嵌入式系統相連接再通過(guò)以太網(wǎng)來(lái)實(shí)現TCP/IP協(xié)議連接，進(jìn)而實(shí)現最終的遠程數控。
2.嵌入式網(wǎng)絡(luò )數控軟件的主要結構
嵌入式網(wǎng)絡(luò )數控軟件主要是由伺服運動(dòng)控制軟件和相關(guān)程序組成的，可以有效控制組態(tài)軟件模塊。
利用通用性設計來(lái)設計標準型接口，進(jìn)而進(jìn)行數據傳輸和代碼編譯。
通常會(huì )采用PLC單元以及數控單元來(lái)進(jìn)行計算機輔助設計。
在開(kāi)發(fā)數控軟件時(shí)不僅可以自動(dòng)生成軟件，還能下載很多用戶(hù)需要的軟件。
在下載數控軟件之后可以將已經(jīng)自動(dòng)生成的數控軟件與嵌入式數控系統相結合，進(jìn)而有效完善數據傳輸，并提高數據傳輸的可靠性以及安全性。
嵌入式系統有很大的普適性，廣泛應用于計算機系統當中，可以同其他的軟件同時(shí)使用，有很強的兼容性。
此外，嵌入式系統可以對軟件和硬件進(jìn)行剪裁，所以說(shuō)嵌入式系統同數控軟件的結合有著(zhù)很好的擴展性能，也有著(zhù)很好的可重構能力。
系統可以模擬硬件的運行環(huán)境，實(shí)現計算機硬件的調試，進(jìn)而更好地開(kāi)發(fā)并使用計算機硬件。
此外，嵌入式系統通常比較靈活，可以有效控制不同的系統，因此可以廣泛應用到不同的行業(yè)中。
參考文獻：
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嵌入式網(wǎng)絡(luò )數控技術(shù)與系統【2】
【摘要】如今，嵌入式系統有效的應用于家電、汽車(chē)、通信等領(lǐng)域。
而隨著(zhù)計算機技術(shù)和信息技術(shù)的不斷發(fā)展，嵌入式系統將會(huì )在社會(huì )其他領(lǐng)域取得更為廣泛的應用。
傳統電腦不能達到當今時(shí)代系統資源的需求，而且其操作系統也不能夠實(shí)時(shí)控制。
而嵌入式網(wǎng)絡(luò )數控技術(shù)和系統不但運算能力強，而且成本低廉，具有很好的擴展性和開(kāi)放性。
本文先介紹了嵌入式網(wǎng)絡(luò )數控技術(shù)模型的特點(diǎn)，再從嵌入式新型網(wǎng)絡(luò )數控系統體系結構，以及嵌入式數控系統實(shí)現方案，具體分析嵌入式網(wǎng)絡(luò )數控技術(shù)和系統。
【關(guān)鍵詞】嵌入式體系結構;數控技術(shù);網(wǎng)絡(luò )技術(shù)控制
數控技術(shù)的發(fā)展階段，從最初的分立元件系統到專(zhuān)用計算機系統，再到目前的通用計算機系統。
分立元件系統中，實(shí)現數控運算是依靠許多的邏輯電路組合，而這樣的系統數控功能全是硬件系統所完成。
而專(zhuān)用計算機系統是微處理器技術(shù)出現的結果，但它是專(zhuān)為數控設計，全世界只有幾家大型的企業(yè)才能夠開(kāi)發(fā)專(zhuān)用計算機數控系統。
直至目前依舊在廣泛使用的通用計算機系統雖然各方面都有極強的優(yōu)勢，但卻并不能達到實(shí)時(shí)控制的需求。
隨著(zhù)信息網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的迅速發(fā)展，數控技術(shù)開(kāi)始逐步走向網(wǎng)絡(luò )化。
嵌入式系統是一種“完全嵌入受控器件內部，為特定應用而設計的專(zhuān)用計算機系統”。
嵌入式系統的中央處理器可以分為微控器、數字信號處理器以及微處理器。
中央處理單元的執行速度快，而且簡(jiǎn)單豐富，從而提高了嵌入式系統計算能力。
嵌入式系統趨于網(wǎng)絡(luò )化，而且開(kāi)發(fā)工具也逐漸的開(kāi)始完善。
由于嵌入式有著(zhù)很多的優(yōu)勢條件，被實(shí)時(shí)狀態(tài)監控、數字制造等工藝領(lǐng)域廣泛使用。
1、嵌入式系統模型的特點(diǎn)
1.1嵌入式系統模型
嵌入式系統可以稱(chēng)為是包含在復雜非電子系統內部的專(zhuān)用電子系統，而這也算是嵌入式系統模型的意義。
非電子系統可以擬成為嵌入式系統外部的環(huán)境，也叫做被嵌入系統。
在一個(gè)大的系統之內，一般有許多個(gè)嵌入式系統。
嵌入式系統可以和外界取得通信的連接。
嵌入式系統能夠服務(wù)于被嵌入系統，當然也是響應于外界的輸入，也算是嵌入系統數據自身的響應。
在現代機電控制系統中，主要分為微控制器、傳感器、DSP、可重構邏輯、執行器以及中央處理器。
它們都是由網(wǎng)絡(luò )加以控制，所以也稱(chēng)為嵌入式網(wǎng)絡(luò )數控系統。
網(wǎng)絡(luò )是一種廣義的詞語(yǔ)，也可以指介質(zhì)互聯(lián)的結構，或者是NOC片內網(wǎng)絡(luò )。
1.2嵌入式系統可重構功能
嵌入式系統內的CPU單元多以精簡(jiǎn)指令來(lái)計算。
而相比較微處理機和專(zhuān)用芯片方法，人們需要一種新的方法和技術(shù)路線(xiàn)，讓其具有微處理機更好的可編程和柔性，以及專(zhuān)用芯片更可靠、速度更快的性能。
軟件控制著(zhù)嵌入式系統的可重構功能。
通過(guò)使用可重用的資源，重構計算平臺，可以適用于不一樣的應用需求。
可重構最主要的意義是可重用資源，FPGA未出現時(shí)，可重構系統基本使用重組的方法，功能部件用重用資源。
FPGA出現之后，重用資源利用配置文件的方法，就可以定義每一種線(xiàn)的連接和門(mén)的性質(zhì)，變化硬件的原本功能。
廣泛的說(shuō)，這樣的功能有著(zhù)硬軟件可重構性。
而正是因為嵌入式系統能夠剪裁硬軟件，有著(zhù)可重構的功能，才能夠實(shí)現網(wǎng)絡(luò )數控技術(shù)和系統的設計，也給網(wǎng)絡(luò )數控系統帶來(lái)了重用和開(kāi)放的性能。
2、嵌入式新型網(wǎng)絡(luò )數控系統體系結構
2.1嵌入式網(wǎng)絡(luò )數控硬件體系結構
在整個(gè)嵌入式網(wǎng)絡(luò )數控系統體系之中，總共有好幾個(gè)嵌入式的系統結構。
數控操作與管理系統和顯示輸入裝置相互連接，可以實(shí)現人機交互的功能。
而且數控操作管理系統能夠獲取和編譯加工代碼，檢查系統網(wǎng)絡(luò )的故障。
網(wǎng)絡(luò )數控系統內的以太網(wǎng)絡(luò )，可以連接外部網(wǎng)絡(luò )，控制數控系統的調試和運行。
而顯示和鍵盤(pán)輸入裝置比數控操作管理系統更能夠實(shí)現現場(chǎng)的交互，它還能夠輸入數據和操作的命令，顯示加工的狀態(tài)。
插補器和運動(dòng)控制器能夠實(shí)現插補和間隙補償的運算，將速度控制的信息發(fā)送到嵌入式伺服控制器中。
而嵌入式PLC能夠完善數控系統內的所有邏輯控制，完成PLC的主要功能。
速度和位置伺服控制器可以綜合的調整加工軸的速度和位置。
而系統除了可以使用NC客戶(hù)端來(lái)實(shí)現遠程監控之外，還可以利用Web瀏覽器。
系統的線(xiàn)路連接為，NC操作系統用EIA—RS—485線(xiàn)路連接運動(dòng)控制器。
運動(dòng)控制器用EIA—RS—485線(xiàn)路和嵌入式PLC相聯(lián)。
NC操作系統用以太網(wǎng)來(lái)連接TCP/IP協(xié)議、全球數字系統。
無(wú)論是嵌入式還是網(wǎng)絡(luò )數控系統，都可以實(shí)現和工業(yè)電腦一樣的數控功能。
網(wǎng)絡(luò )數控系統和技術(shù)，依靠網(wǎng)絡(luò )互聯(lián)，成為在線(xiàn)的控制執行單位，而數控遠程控制可以和NC客戶(hù)聯(lián)系。
2.2嵌入式網(wǎng)絡(luò )數控軟件體系結構
在嵌入式網(wǎng)絡(luò )數控軟件體系結構中，控制與運算軟件是指PLC程序、數控程序以及伺服運動(dòng)控制軟件。
而組態(tài)軟件模塊的設計主要是應用于特定的功能。
通用性的設計約束開(kāi)發(fā)和標準接口，例如插補計算、運動(dòng)控制、加工代碼編譯模塊等。
輔助設計系統是為了研究和開(kāi)發(fā)PLC單元、代碼、數控單元等。
而對于PLC單元、數控單元，以及伺服控制單元，它們都有各自的輔助設計系統。
其中，在數控軟件的開(kāi)發(fā)系統內，主要分為自動(dòng)生成軟件、下載軟件、數控系統定義三部分。
所謂的數控系統定義模塊，是利用數控描述語(yǔ)言來(lái)描述加工的環(huán)境、對象和實(shí)現的指標、功能。
選擇組態(tài)軟件的版本和嵌入式控制模塊的型號。
選擇嵌入式控制模塊的型號，因為硬件模塊固然一樣，但也會(huì )很多種類(lèi)的型號。
從這個(gè)意義上來(lái)說(shuō)，選擇組態(tài)軟件版本，也因為每一個(gè)功能版本都有著(zhù)不一樣的特定要求和功能結構。
數控軟件的自動(dòng)生成，是NCDL描述的數控系統，從而出現最佳匹配和組合的數控軟件。
下載數控軟件，則是將生成數控軟件下到同樣的嵌入式數控系統內。
結束語(yǔ)
嵌入式網(wǎng)絡(luò )數控技術(shù)有著(zhù)并行、適應性強、應用性好的特點(diǎn)。
而且嵌入式系統和技術(shù)的硬軟件可以剪裁，而軟硬件可以協(xié)同設計。
這樣，便促使新型的數控系統有著(zhù)極好的擴展性功能和可重構的性能。
系統內將硬件嵌入虛擬仿真環(huán)境中開(kāi)發(fā)和調試，可以更好的開(kāi)發(fā)和研究。
而嵌入式網(wǎng)絡(luò )數控系統方面靈活，便于使用，可以適應不一樣的控制對象。
嵌入式網(wǎng)絡(luò )數控系統不但可以滿(mǎn)足工業(yè)個(gè)人電腦的數控功能，而且還有極高的性?xún)r(jià)比。
嵌入式網(wǎng)絡(luò )數控技術(shù)將在未來(lái)更加廣泛的應用于社會(huì )各個(gè)領(lǐng)域中。
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