西门子6ES7222-1HD22-0XA0功能参数

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2.2 摄像机的选择摄像机可以选择面阵或线阵CCD，这两类 CCD接口中，例如模拟视频、Camera bbbb接口、Gigabi Ethernet 接口，在 DSP+FPGA架构中连接很方便。一般地，对于只需要对棉网进行采样监测的情况，可以选择性价比高的模拟面阵摄像机；对于需要实时棉网或者高速运动物体的疵点或杂质，甚至需要剔除的场合，就要选用线阵 CCD相机。
2.3 DSP+FPGA硬件架构的设计

本部分主要包括摄像机图像数据采集接口、光源电路控制接口、PLC信号接口以及检测算法的设计。如果需要网络控制，还需要在该架构上设计网络接口。这些功能的实现主要依靠 DSP+FPGA硬件处理架构。
DSP+FPGA架构中 DSP芯片采用美国 TI公司的TMS320DM642，FPGA芯片采用ALERA公司的 EP1K100，EP1K100用来完成 DSP的初始化配置、系统的逻辑控制以及其它辅助计算。TMS320DM642系列 DSP基于 C64X内核，并以其在 600MHz时钟下运算速度可高达每秒 4800百万条指令（MIPS），占有对高速控制器和队列处理器数值性能的操作灵活性。该系列 DSP核处理器有64个32位字长的通用寄存器和8个独立的功能单元，8个功能单元的VelociTI.2扩展包括新的提高视频画面处理性能的指令和 VelociTI结构的并行处理机制的扩充。 DM642可以每周期处理 4个 32位的积之和运算，每秒即可有 2400百万积之和（MMACS）运算，或者是每周期 8个8位的积之和运算即每秒 4800百万积之和（MMACS）运算。同时 TMS320DM642使用两级基于缓存的结构，可以配置为映射存储区、缓冲区，或者两者的结合。以上所述特点，为检测算法的编程实现提供了有力保。
TMS320DM642的外设部件包括：3个可配置的视频口；1个 10/100Mb/s以太网；1个数据输入输出管理模块；1个 VCXO内插控制接口（VIC）；1个多路音频串口（McASP0）；一个I2C总线模块；2个多通道缓冲串口；3个 32位的通用定时器；1个用户可配置的 16位或32位主机接口（HPI16/HPI32）；1个外围部件接口（PCI）；1个 16管脚的中断和事件产生模式可编程的通用 I/O口；1个 64位的无缝连接的外部存储器接口（EMIFA），可以连接同步或者异步的存储器和外设。对于模拟视频接口的相机提供了无缝接口，如果需要连接Camera bbbb接口的相机，可以扩展数字接口。
2.4 PLC接口设计
在工业现场，PLC装置通常采用 24VDC电压供电，而 DSP及FPGA供电电压都在 5VDC以内，为了和现场原有主机上的信号报警、信息显示终端及控制信号形成控制回路，必须设计PLC接口电路，使从DSP输出的信号经过信号转换后能与原有PLC装置相连。
3 数据分析结果
该装置加装在梳棉机上拍摄图2，图中左侧使用模拟面阵摄像机拍摄得棉网（择取图片中的部分，便于放大显示），右侧为检测到的棉结并且使用红色标记。

 在智能小区的控制中，下位机设备就是由基于LonWorks网络的智能模块构成，因此在上位机组态王就可以通过LNSDDEServer与下位机智能节点和其他bbbbbbs应用程序进行通讯。其具体配置步骤如下：先在组态王的设备库中选择DDE，然后按“设备配置向导”的提示一步步完成即可。第一步选择“DDE”；第二，“给安装的DDE设备*连接对象名”对话框中，输入连接设备的逻辑名；第三步，“服务程序名”则是与“组态王50”交换数据的程序名，一般是I/O服务程序，或者是bbbbbbs应用程序：“话题名”则是指本程序务程序进行DDE连接的话题名。“数据交换方式”一般选择“标准的bbbbbbs数据交换”；*后单击“完成”即可。组态王50将自动完成驱动程序的启动和通信，不再需要用户人工进行。

    然后，在定义I/O变量时，在变量属性的“连接设备”项中选择使用上面定义的逻辑连接设备名，在“项目名”中输入DDE会话的项目名即可。注重，只有I/O类型的变量才有这两项。这样，定义好的变量就可以自动启动LNSDDE与下位机的智能节点进行通讯。

    上位机还可以利用VISUALBASIC开发服务程序，完成数据采集、表打印、多媒体声光警等功能。在VISUALBASIC可视化编程工具中，DDE连接是通过控件的属性和方法来实现的。对于作为“顾客”的文本框、标签或图片框，要设置bbbbTopic、bbbbItem、bbbbMode三个属性。如组态王作为“顾客”想VB请求数据，需要定义变量时说明服务器程序的三个标识名，即：应用程序名设为VB可执行程序的名字，把话题名设为VB中窗体的bbbbTopic属性值，项目名设为VB控件的名字。

    总之，两种方式的数据采集都是通过驱动程序和下位机交换数据的。从而很轻易的组成一个完备的上位机治理系统。

    3.网络功能

    组态王5.0可运行在基于EtherNET网络结构和TCP/IP网络协议的网上，使用户能够实现上、下位机以及更高层次的厂级连网。

    TCP/IP网络协议提供了在不同硬件体系结构和操作系统的计算机组成的网络上进行通信的能力。一台PC机通过TCP/IP网络协议可以和多个远程计算机进行通讯。在“组态王”的网络结构中，直接参与现场控制的PC机作为网络服务器，其他站点作为网络客户机共享中的数据。

    用户要实现“组态王”的网络功能，必须满足以下条件：将“组态王”50安装在网络版bbbbbbs3x、bbbbbbs95或bbbbbbsNT上，并启动TCP/IP网络协议，即利用“组态王”网络功能的PC机必须首先是某个局域网上的站点并启动该网。客户机务器必须安装并同时运行“组态王”。

    四、总结

    利用LNS构架的智能小区演示系统，在上位机通过组态软件如组态王以实现数据的实时采集与监控，便于智能小区的集中治理，且界面友好简单，控制快捷可靠。下位机采用LON控制网络，，可扩充性。整个系统开发时间和费用小，集成简单，且，是智能小区控制可选的*佳控制方案之一

    下位机硬件主要包括智能节点、路由器、时钟模块和接口卡。

    现场信号有三表读数、各警传感器和执行器的状态等，将这些信号与神经元芯片相连，加上一个收发器即可构成一个现场智能节点。由于神经元芯片有11个I/O口和2K的RAM，加少量调理电路即可直接与三表信号量相连，而警信号则可直接与神经元芯片相连。*后将所有的节点都挂接在LON总线上，网络拓扑可为总线型或星型或自由拓扑型。节点间可通过LonTalk协议相互通讯。

    由于智能小区建筑的分散性和各栋楼施工要求可能不同，使用路由器将大大突破传统总线的局限——不受通信距离、通信介质和通信速率的限制。使得在一个小区内可兼顾技术与经济的不同要求，采用不同的通信介质，在不同的段内兼容不同的通信速率。

    2.上位机监控与治理

    上位机可以采用多种技术和LON总线进行通讯，LonmanagerDDE、LNSDDE和LNSAPI，已自主完成了多种驱动软件的开发。实现了与FIX、INTOUCH、KingView等多种工业组态软件与LON网络的连接，方便了用户界面的迅速开发。同时也支持Delphi、VB、VC、EXCEL等语言的开发。

    基于智能小区控制对大量的控制设备和过程监控装置之间的通讯的需要，上位机一般采用具有“监控和数据采集”功能的组态软件，如FIX、INTOUCH、组态王等，以便能以高性能和高可靠性对众多的控制器和其他现场部件进行控制和监视，且能随时对各种事件作出反应，并且不丢失任何重要数据和警信息。

    我们在演示系统的上位机采用组态王来监控和采集数据。

    组态王有着易于使用的图形界面，方便智能小区治理员的操作。组态王的网络功能使小区监控现场与各个部门建立起联系，在任何需要的时候把现场的信息实时的传送到控制室，保信息的畅通。

    组态王能连接PLC、智能仪表、板卡、远程数据采集装置等数百种外部设备，组态王通过驱动程序和这些工控设备相通讯。组态王软件系统与*终用户使用的具体的PLC或现场部件无关。对于不同的硬件设施，只需为组态王配置相应的通信驱动程序即可。

    组态王同时保留了DDE通讯方式。组态王通过DDE和其他的应用程序之间交换数据。通过DDE，开发者可利用PC机丰富的软件资源来扩充“组态王”的功能，比如用Excel从“组态王”的数据库中读取数据，对生产作业进行优化计算，然后组态王再从Excel中读出来控制各个生产参数；可以利用VISUALBASIC开发服务程序，完成数据采集、表打印、多媒体声光警等功能，从而很轻易的组成一个完备的上位机治理系统；还可以和数据库程序、人工智能程序、专家系统等进行通讯。在智能小区的控制中，驱动软件我们选用LNSDDEServer。

    LNSDDEServer能完成LonWorks智能模块和bbbbbbs应用程序间的数据交换，使得bbbbbbs应用程序可以作为一个DDE客户程序来监控LonWorks网络，即采集Lonworks网络数据并发送一定的指令来改变LonWorks网络的某些操作。