一种基于QNX系统的实时控制系统的设计与实现

陶立彬

摘要：本实时控制系统是在PC104模块基础上基于QNX系统设计的一种实时控制系统，该系统的主要功能是控制雷达各个模块单元的工作，并实时采集各个模块单元的运行状态及故障信息，通过系统数据库实时管理和处理各个信息，利用系统故障诊断库，实时分析判断系统各模块的实时运行状态，进而确定整个系统的工作运行状态情况，完成对整机运行状态的实时控制与监控。本文深入介绍了实时控制系统的功能设计方案及实现。试验结果测试表明该实时控制系统能很好地完成设计要求。

关键词：PC104 QNX系统 实时控制 故障诊断库

中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2016）05-0000-00

1引言

QNX操作系统是加拿大QSSL公司（QNX Software system Ltd）开发的实时操作系统，QNX系统是一种实时微内核结构的操作系统，以其实时性强、基于优先级、易维护性、扩展能力强及容错能力强等优点而著称，使QNX系统成为业界应用最广泛的嵌入式实时操作系统，迅速在工业控制、车载系统、数据通信、雷达、卫星等领域得到了广泛的应用。

本系统是在PC104模块上基于QNX实时操作系统开发的，本控制软件系统实时监控雷达各个模块单元的运行状态，并实现对各个模块单元的实时控制。

2系统设计

实时控制系统主要完成对系统各个模块单元的监控与控制，实时采集模块的运行状态，并将状态信息在界面进行显示。整个系统由控制系统、监控系统和操作显示界面组成。其中控制系统和监控系统都是基于PC104模块和QNX系统开发，利用C语言进行开发，操作显示界面是基于Windows NT4.0操作系统采用visual C++进行开发。控制系统与操作显示界面之间通过网络数据线进行通信，控制系统与监控系统之间通过网络和串口进行通信。整个系统的软件设计结构如图1所示。

实时控制系统总共有四大功能部分，分别为控制监控系统部分、故障实时诊断系统部分、系统数据库部分及报警功能部分。各个功能模块部分具体介绍如下：

（1）控制监控系统。控制系统主要包括接收操作界面对各个被监控模块单元发送的各种控制命令和状态请求，控制系统通过网络或者高速串口将控制命令或者状态请求命令发送给监控系统，由监控系统将控制命令发送给相应模块单元，然后监控系统将接收到的控制命令和状态请求的响应信息发送给控制系统，再由控制系统将接收的状态信息实时传送给操作界面进行显示。控制系统还可以接收本地键盘干预命令，通过判断键盘的干预功能号和地址信息，改变本地发送缓冲区接收到的控制命令和状态请求命令。

（2）故障诊断系统。故障诊断系统基于故障树和故障数据库对故障进行诊断。系统通过不断地采集和分析故障路径信息和故障单元的位置信息，建立基于故障树的故障路径和位置信息表，利用故障数据库及相应的故障路径位置推理机制，可以快速准确地将故障定位到具体单元模块，并快速地推理出故障产生的原因。诊断系统通过不断更新完善故障数据库信息，不断地积累故障诊断经验，有效地提高故障诊断系统的诊断能力，为故障的定位和解决提供可靠有效的支持。

（3）系统数据库。系统数据库不断实时更新自动记录的每个被监测信号的工作状态、故障信息、操作命令等事件信息，系统数据库提供查询功能，授权用户可以随时查询发生每个事件的历史数据记录、故障记录和操作命令记录等数据，并可实时显示和打印系统数据库中每个事件的历史记录数据，为操作人员查看整个设备的运行状况及设备的维护提供支持。

（4）报警功能。雷达系统工作期间，针对故障诊断系统中诊断出的致命故障和重要故障，系统及时地以显著的可视听的方式发出报警信息，提示现场操作人员设备运行出现重大故障，需要进行必要的维修。操作人员可以调节报警事件的等级和门限，并对重要和致命故障报警进行确认检查，及时根据报警信息查找出故障及故障位置，确保这个设备能够正常工作运行。

3结语

本控制系统的设计基于PC104模块和QNX操作系统，借助网络及PC104模块的高速串口，实时控制系统各个模块的运行并实时采集各个模块的运行状态和故障信息。该软件系统投入应用以来，经过长期有效的实际测试证实该系统实时高效，简洁易用，稳定性强，可靠性好，可以很好地完成对各个模块单元的控制及其运行状态的监测。本设计通用性强，在军民用领域有较大的应用空间。

参考文献

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