多协议现场总线通信性能分析系统设计与实现的中期报告.docx

多协议现场总线通信性能分析系统设计与实现的中期报告
一、研究背景及意义
现场总线通信是现代自动化控制系统中至关重要的一个组成部分。多协议现场总线通信性能分析系统是一种能够对现场总线网络进行性能分析的工具，能够对系统中的通信过程进行监测，收集相应的数据，从而对系统的性能进行评估和优化。该系统对于现场总线通信性能研究和实际工程应用具有十分重要的意义。
二、国内外研究现状
目前，国内外已经有许多研究者对现场总线通信性能分析系统进行了一定的研究。其中，国外研究比较活跃，主要是在工业自动化领域。英国的NationalInstruments公司研制出了一种基于PC机的即插即用数据采集器，可以用于多种现场总线。德国的西门子公司也研制出了一套针对PROFIBUS和PROFINET的网络性能测试系统。目前，这些系统在德国自动化领域得到了广泛的应用。
国内研究相对较少，主要是在学术界进行。例如，北京理工大学的郭华伟等人提出了一种基于NIPCI-7831R数据采集卡的现场总线通信性能测试方法，可以用于CAN总线、DeviceNet总线和Profibus总线等多种现场总线的测试。但是，这些研究仅停留在理论探讨和实验室测试阶段，尚未得到广泛的实际应用。
三、设计思路和方法
本研究的设计思路是在现有的各种通信协议之间建立一个通用的数据采集和分析系统。在硬件方面，采用NI公司的PCI-6221数据采集卡，可以采集现场总线网络中的数据，并将其送到计算机中进行分析处理。在软件方面，采用LabVIEW编程语言进行系统的编程开发，具有良好的图形界面和易上手的特点。系统实现的主要功能包括：数据采集、数据处理和数据展示。
四、进展情况
本研究已经完成了系统的硬件部分设计和搭建，包括数据采集卡和测试设备的接口设计，数据采集程序的编写和调试。在软件开发方面，已经完成了系统的数据处理模块的编程，包括数据预处理、数据分析和数据存储等模块。目前正在进行的工作是系统的图形界面设计和性能测试部分的代码编写和调试。
五、存在问题和解决方法
在系统设计和开发过程中，遇到了诸多问题。其中，主要的问题包括：
1.硬件接口问题。由于不同的现场总线通信协议之间具有差异性，如何设计出通用的硬件接口设计是一个难点。
解决方法：采用PCI-6221数据采集卡，可以通过多串口实现与现场总线的连接，并能够在软件上对各种协议进行数据的识别和处理，从而实现通用性设计。
2.软件编程问题。LabVIEW编程语言相比其他编程语言较为复杂，对于初学者来说存在一定的难度。
解决方法：通过充分利用LabVIEW的图形编程和现成的函数库，较为简便地实现了系统的数据处理和图形界面的设计，使得初学者也能够较快地上手。
六、下一步工作计划
接下来的主要工作是对完成的系统进行性能测试，并对测试结果进行分析和优化。同时，还需完善系统的图形界面设计，提高系统的易用性。具体工作计划如下：
1.完成系统整体调试，保证系统的稳定性和准确性。
2.开展系统的性能测试，包括数据采集速度、数据处理效率和数据分析能力等方面的测试。
3.对测试数据进行统计分析，查找系统的不足之处，并进行优化和改善。
4.对系统的图形界面和使用说明进行完善和简化，提高系统的易用性和可维护性。