基于嵌入式Internet技術的通用RTU設計與實現

    遠程終端設備(Remote Terminal Unit，RTU)是一種遠程測控智能裝置。它不僅可以采集、監測、計算和存貯現場的設備信號，而且能獨立地完成預定的控制程序、執行上位機的指令，并將執行結果和現場數據回傳上位機。RTU比PLC具有更優良的通訊和控制能力，適用于惡劣的工作環境及實現復雜的特殊算法。

    然而，隨著自動化、計算機、網絡等技術的不斷發展以及ERP戰略的廣泛實施，各種應用和服務對信息的實時性、可靠性、可擴展性等提出了越來越高的要求。目前傳統RTU無論在結構上還是實現方法上都已經很難滿足實際現場的要求。主要表現在：(1) 通信規約不統一。存在眾多的通信規約，如DNP 3.0、Modbus、SCI、CDC、CDT等等，各大生產廠家都遵循著自己的一套通信規約，不同設備之間的互聯及升級較困難;(2) 通訊速率較低。傳統的RTU通信方式多為RS-232/422/485總線方式，最基本的“四遙”量只能以秒級傳送，通信速率成為系統性能的瓶頸，已遠遠不能滿足生產過程中的實時監控要求。

    90年代后期，Internet/Intranet技術日趨成熟，設備網絡化及普適計算模式的概念不斷形成，新投入的自動化系統及管理網絡開始廣泛地采用TCP/IP網絡技術，新的自動化控制與通訊國際標準也不斷出臺。這就要求新型的RTU能夠充分利用現有通信資源，提高數據的吞吐量，保證系統的實時性，同時又具有更好的開放性、兼容性。為適應這一發展潮流，本文遵照國際電工委員會IEC 60870-5-104通信標準，設計了一套基于嵌入式Internet技術的通用型RTU-Webit-GRTU，可在任何Internet/Intranet的結點上對Webit-GRTU系統進行全面的遠程訪問，為傳統RTU低成本更新換代開辟了一條途徑。

    嵌入式Internet技術與Webit

    嵌入式Internet技術是一種設備接入技術或者說是一種異種網絡互連技術，它主要解決的問題是通過Web和嵌入式技術實現從不同的子網、不同物理區域對接入到Internet的設備和異類子網進行監控、診斷、管理及維護等操作，使用戶對接入到Internet上的各種設備或其他類型的子網具有遠程監控、診斷和管理的能力。圖1為采用了嵌入式Internet技術的Webit與電視機、攝像機、UPS、RTU等設備綁定后聯入互聯網的一個示意圖。借助Internet，打破地理上的障礙，實現全球化的通信和控制。

    Internet通信協議對計算機系統的CPU速度、存儲器容量等的要求較高，用于PC機系統不存在任何困難，但是用于自身資源受限的嵌入式系統就必須根據需要有所取舍，合理選擇通信協議的實現和處理方案。Webit根據嵌入式系統的特點，在實時內核WebitX 2.0基礎上對TCP/IP協議簇中的各層協議做了不同程度的裁減，結構小巧、成本低廉、性能可靠，同時擁有高速、開放、實時的強大網絡通訊能力。<