76. Универсальный интерфейс преобразователя.

Еще одной современной технологией, которая обращает на себя вни­мание, является универсальный интерфейс преобразователя (Universal Transducer Interface) фирмы Smartec, обеспечивающей интерфейсы для многих типов датчиковых элементов (первичных преобразователей): емко­стных; платиновых резисторов; термисторов; резисторных мостов; потен­циометров и т.д. Интерфейс имеет следующие функциональные возможно­сти: непрерывная автокалибровка смещения и усиления; совместимость выходных сигналов с большим числом микро­контроллеров; разрешение по точности - 13 бит; низкая стоимость.

Недостатками данного интерфейса являются необходимость приме­нения дублирующих датчиков для обеспечения коррекции дрейфа нуля и плохая расширяемость. Одним из вариантов реализации «интеллектуального» датчика может послужить датчик, построенный на основе холловского полнооборотного преобразователя угла поворота ХДП-03[111]. К «интеллектуальным» возможностям этого датчика можно отнести: коррекцию погрешностей температурного дрейфа; выдачу на выходе зна­чения угла в цифровом виде, не требующем дополнительной обработки. Так же имеется возможность самотестирования, перепрограммирования режимов работы, поддержка стандарта цифрового интерфейса, совмести­мого с семейством Р 1451 [112,113]. Результатом проекта по созданию интерфейса «интеллектуальных» датчиков стало семейство стандартов IEEE Р 1451. Стандарты Р 1451.1 и Р 1451.2 практически реализованы, в то время как стандарты Р 1451.3 и Р 1451.4 еще дорабатываются. Рассмотрим обобщенную схему реализации датчиковой системы. Распределенная система интеллектуальных датчиков состоит из се­тевой магистрали, на которой находится множество узлов. Узлы могут быть классифицированы либо как датчиковые узлы, либо узлы контроллеров. Датчиковые узлы посылают данные в сеть, а узлы контролле­ров накапливают данные из сети. В сети может быть более чем один узел контроллера. Сеть может не быть физической; например, возможна уста­новка виртуальной сети через Internet. Прототипиый узел «интеллектуального» датчика состоит из грех элементов: физического преобразователя, сетевого интерфейса, и ядра процессор - память. Преобразователь определяет значение физической ве­личины, которое измеряется и преобразовывается в электрический сигнал. Затем сигнал подастся на АЦП. Процессор выполняет некоторую обработ­ку данных н в зависимости от того, как датчик запрограммирован, резуль­тирующая информация может быть послана в сеть. Сетевые подключения управляются блоком интерфейса сети.

Проготипный узел контроллера состоит из процессора, па­мяти, сетевого интерфейса и устройств ввода вывода для связи с челове­ком. Он используется для сбора информации, программирования датчико­вых узлов и обеспечения обратной связи с пользователем (в простейшем случае контроллером может служить ПЭВМ). Датчиковый узел позволяет прог раммировать другие датчиковые уз­лы, получая в результате высокосложное поведение системы. Расположе­ние всех датчиков на общей сетевой шине даег возможность автоматиче­ского подключения компонентов в сеть, т.е. наиболее простую установку. Узел интеллектуального датчика запоминает физические атрибуты преобразователей и компенсирует их на месте. Это позволяет заменять датчики без необходимости перекалибровки. Процессор используется для первоначальной обработки данных, т.е. на выход датчика передаются не сырые данные, как в традиционных датчиках, а уже полезная информация, с компенсацией по неинформативным параметрам (температура, электро­магнитные помехи и т.д.). Процессоры в сети интеллектуальных датчиков можно характеризо­вать как распределенный параллельный компьютер. Локальная обработка данных датчика на узлах позволяет манипулировать большими объемами полезной информации, которые в вычислительном отношении слишком велики, чтобы обработать их одиночному компьютеру. В реальных «интеллектуальных» датчиках, поддерживающих семей­ство стандартов Р 1451, выделяют три основных функциональных узла: сетеориентированный процессор;

модуль интерфейса интеллектуального преобразователя, т.е. обрабатывающая часть + измеряющая часть + интерфейс;

электронное описание преобразователя (Transducer Electronic Data Sheet - TEDS).Создание новой информационно-измерительной сети при этом сводится к следующим шагам: выбор типа сети, приобретение соответствующих модулей се­теориентированного процессора, интерфейса и датчиков; соединение модулей в сеть; запись с помощью утилит в TEDS данных обо всех подклю­ченных модулях; инсталляция программных компонент, поставляемых с интер­фейсом.