
- •1. Структура вимірювально-керуючої системи на основі комп’ютера План
- •1.1. Будова і призначення вимірювально-керуючої системи
- •1.2. Біологічні та технічні системи
- •1.3. Концепція побудови віртуального вимірювального комплексу
- •1.4. Програмна та апаратна реалізація пристроїв спряження
- •1.5. Порівняння методів під’єднання пристроїв спряження
- •1.6. Інтерфейси
- •Література
1.5. Порівняння методів під’єднання пристроїв спряження
До персонального комп’ютера зовнішні пристрої можуть бути під’єднані через стандартні інтерфейси:
Системна магістраль (шина) ISA
Паралельний порт (порт принтера, інтерфейс Centronics).
Послідовний інтерфейс RS-232C
Послідовна шина USB
Системні магістралі PCI, EISA
Мережева плата
Інфрачервоний порт
Звукова карта
Кожний з вказаних методів має переваги і недоліки, а відповідно і сферу використання:
Синонім пристрою спряження – адаптер, контролер.
Якщо в контролері є мікропроцесор – автономний контролер.
Таблиця 1. Способи під’єдання зовнішніх пристроїв
|
Магістраль ISA |
Паралельний порт (SPP) |
RS-232C |
USB |
Звукова карта |
Швидкість обміну |
висока, 5 Мбайт/с |
50 КБайт/c (двонаправлений байтовий режим) |
20 Кбіт/с (15м) |
1,5-480 МБіт/с |
44кГц |
Довжина і тип зв’язку |
вбудована |
до 2м; багатопровідний кабель |
до 15 м; однопровідний кабель |
до 5 м |
до 5м |
Корпус |
не потрібний |
потрібний |
потрібний |
потрібний |
не потрібний |
Живлення |
не потрібне |
потрібне |
потрібне |
не потрібне |
не потрібне |
Формат даних |
паралельний, 8/16 |
паралельний, 8 |
послідовний |
послідовний, 2 |
послідовно, стерео |
К-сть пристроїв |
до 6 |
1 |
1 |
до 127 |
2 |
1.6. Інтерфейси
Інтерфейс – це сукупність уніфікованих апаратних, програмних і конструктивних засобів, необхідних для взаємодії різних частин системи при умовах, передбачених стандартом і направлених на забезпечення електричної (U, I), конструктивної (плати, розніми, форм-фактори) та інформаційної (протоколи) сумісності пристроїв.
Апаратний інтерфейс – це сукупність портів, шин та електронних пристроїв для узгодження комп’ютера із зовнішнім пристроєм по розрядності шин даних, адреси і керування, величинам напруги і струму.
Програмний інтерфейс підтримує певний протокол передачі даних, реалізується як прикладні програми (у тому числі драйвери) для керування об’єктом (створені, наприклад, в середовищі Delphi).
Для зв’язку датчиків з системою керування використовують, зокрема, стандартні індустріальні мережі. Кожна мережа має свої недоліки і переваги, апаратне забезпечення і протоколи передачі даних:
В багатьох підприємствах і установах для під’єднання сенсорів використовують різні мережі, тому ефективною є автоконфігурація датчиків, зокрема в мережах цехів і приладів.
Автоконфігурації датчиків підтримує стандарт ІЕЕЕ 1451.2 (ай трипл І), який забезпечує незалежність датчика від мережі. В такому випадку використовують інтелектуальні датчики.
Основою ІЕЕЕ 1451.2 є 10-провідний інтерфейс між датчиком і вузлом мережі, який називається TII (Transduser Independent Interface) (Інтерфейс незалежний від користувача – ІНК). На об’єктах з розгалуженими мережами інтерфейс ІЕЕЕ 1451.2 дозволяє встановлювати будь-який модуль (STIM) в будь-який вузол (NCAP) мережі. Коли новий модуль перший раз під’єднується до нового вузла, то цифрова інформація модуля, включаючи його таблиці (TEDS), стає доступною для даної мережі. Мережі ідентифікує, який тип сенсора або виконавчого пристрою під’єднано, які його дані доступні й які розмірності його вхідних і вихідних даних (Вольти, градуси Цельсія та ін.), а також точність сенсора й інші параметри. Таке під’єднання сенсора замінює ручну ідентифікацію датчиків і реалізує принцип ”встановлюй і працюй”.