淺論Sedona開源架構(gòu)與多協(xié)議控制

摘 要：對(duì) Sedona FrameworkTM的開源開發(fā)構(gòu)架進(jìn)行描述；闡述Sedona FrameworkTM軟件的技術(shù)特點(diǎn)；并分析與之適應(yīng)的多協(xié)議平臺(tái)的硬件應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：Sedona結(jié)構(gòu)；虛擬機(jī)；開源架構(gòu)多協(xié)議；集散控制

1 引言

自動(dòng)化控制行業(yè)提倡的“分散控制、集中管理”的模式，實(shí)際應(yīng)用卻受到重重阻礙。國(guó)際知名自控廠家各自采用的體系結(jié)構(gòu)不同，諸如LONWORKS， BACnet IP， MSTP ， Modbus ， TCP/RTU， oBIX， SNMP，OPC UA 等一系列的標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議與接口標(biāo)準(zhǔn)使用的協(xié)議很難做到互聯(lián)互通。

因此，Sedona軟件系統(tǒng)框架的誕生就是為了解決集成或兼容上述協(xié)議接口。

2 Sedona開源架構(gòu)技術(shù)介紹

Sedona 是一個(gè)完全開放的樓宇設(shè)備控制軟件系統(tǒng)框架，由Tridium公司于2009年開發(fā)并免費(fèi)提供開放源代碼的工具軟件，包涵了：Sedona語(yǔ)言、工具包、虛擬機(jī)、編譯器、圖形化工具等部分；具有以下顯著的優(yōu)勢(shì)：（1）Sedona 平臺(tái)將程序語(yǔ)言與虛擬機(jī)SVM 預(yù)存每個(gè)系統(tǒng)的預(yù)定義類集合中，可供所有的 Sedona核心 API（Application programming interfaces）可以調(diào)用所有資源。這些 API 僅存在于某些 Sedona 安裝系統(tǒng)中，大大降低軟件系統(tǒng)消耗；（2）Sedona語(yǔ)言繼承了Java/C#等語(yǔ)言面向?qū)ο笾攸c(diǎn)，使用開發(fā)非常簡(jiǎn)單，功能強(qiáng)大；（3）Sedona虛擬機(jī)可以運(yùn)行幾百KB內(nèi)存的小型嵌入式設(shè)備上，大大降低硬件成本與提高實(shí)時(shí)性；（4）Sedona圖形化開發(fā)工具，進(jìn)行在線實(shí)時(shí)開發(fā)調(diào)試，用組件模塊的方式簡(jiǎn)單拖拽各種所需功能，并進(jìn)行數(shù)據(jù)流向和控制邏輯的連線，立刻完成用戶應(yīng)用邏輯開發(fā)；還能實(shí)時(shí)看見反饋結(jié)果；（5）Sedona FrameworkTM廣泛應(yīng)用于底層設(shè)備開發(fā)集成和管理；支持智能通訊、連接網(wǎng)絡(luò)。

Sedona FrameworkTM平臺(tái)是一套構(gòu)建以網(wǎng)絡(luò)為中心的嵌入式智能設(shè)備的應(yīng)用系統(tǒng)，下面，簡(jiǎn)介Sedona FrameworkTM開源軟件框架與硬件系統(tǒng)應(yīng)用。

3 Sedona FrameworkTM開源軟件框架

3.1 Sedona 工作流程

在Sedona軟件架構(gòu)下進(jìn)行的開發(fā)兼顧技術(shù)開發(fā)與集成應(yīng)用兩個(gè)方面的應(yīng)用：

（1）技術(shù)開發(fā)可以使用Sedona開發(fā)各種應(yīng)用組件模塊（如行業(yè)功能模塊、設(shè)備I/O驅(qū)動(dòng)模塊、特殊算法模塊等等）。其次，軟件以工具包（kits code ）的形式進(jìn)行發(fā)布，便于使用。（2）集成調(diào)試人員使用圖形化開發(fā)工具，將開發(fā)好的工具包kits應(yīng)用指定工作區(qū)域上、通過屬性配置、實(shí)現(xiàn)功能控制。（3）即使沒有軟件開發(fā)經(jīng)驗(yàn)的調(diào)試人員也能靈活使用Sedona組件模塊、以圖形化模塊組合實(shí)現(xiàn)邏輯控制。

3.2 íSedona技術(shù)開發(fā)流程

開發(fā)工作通常按如下步驟進(jìn)行：（1）用面向?qū)ο蟮腟edona編程語(yǔ)言編寫Sedona組件，用于實(shí)現(xiàn)某種功能或者算法。（2）用Sedonac編譯器工具將Sedona組件的源代碼編譯成工具包。（如圖1）被編譯成類似與匯編語(yǔ)言的中間格式代碼IR（intermediate representation-IR）。實(shí)現(xiàn)用戶邏輯代碼可以編譯成對(duì)應(yīng)的Sedona虛擬機(jī)JVM指令，這樣可以應(yīng)用開發(fā)完畢的工具包能適應(yīng)所有的平臺(tái)，而不要再次編譯。（3）在編譯時(shí)，也產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)的Java Classfile文件，可以直接運(yùn)行Sedona應(yīng)用代碼、直接用Java對(duì)應(yīng)用組件開發(fā)調(diào)試，大大提高開發(fā)效率。（4）開發(fā)組件以.sab工具包的形式發(fā)布，集成調(diào)試人員根據(jù)需要選擇將工具包安裝到指定設(shè)備上去；然后集成調(diào)試人員根據(jù)具體應(yīng)用環(huán)境進(jìn)行靈活的裁剪、整理。（5）將Sedona虛擬機(jī)和scode映像文件加載到設(shè)備ROM上運(yùn)行，通過網(wǎng)絡(luò)用SOX協(xié)議動(dòng)態(tài)加載設(shè)備直接上電之后直接運(yùn)行、也可以由集成調(diào)試人員臨時(shí)選擇，優(yōu)化使用方式。

3.3 Sedona應(yīng)用調(diào)試流程

調(diào)試人員以根據(jù)實(shí)際需要選擇工具包、圖形化工具設(shè)計(jì)成“sax”文件、在線直接用sedonac工具將其編譯成“sab”文件運(yùn)用到設(shè)備上；也可以離線設(shè)計(jì)。如下舉例說明：

3.4 Sedona軟件應(yīng)用舉例

下述案例是筆者在2011年深圳某酒店樓控系統(tǒng) （BAS）中一臺(tái)固定風(fēng)量風(fēng)機(jī)進(jìn)行控制的案例，需要有3I/1O共4個(gè)控制點(diǎn)：即手自動(dòng)狀態(tài)檢測(cè)（DI）、運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)（DI）、故障狀態(tài)檢測(cè)（DI）和風(fēng)機(jī)啟停控制（DO）；其常規(guī)的控制邏輯是： 監(jiān)測(cè)風(fēng)機(jī)手自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)在手動(dòng)狀態(tài)下，控制器不進(jìn)行自動(dòng)控制，只能通過現(xiàn)場(chǎng)強(qiáng)電箱電箱啟停風(fēng)機(jī)；在自動(dòng)狀態(tài)下；當(dāng)用戶發(fā)出啟停信號(hào)后，控制器啟停風(fēng)機(jī)；另外，如果在風(fēng)機(jī)啟動(dòng)之后檢測(cè)到故障狀態(tài)，那么就立即停止風(fēng)機(jī)的運(yùn)行。如下：

（1）安裝Niagara，并尋到根目錄{root}

（2）在{root}＼sedona＼src目錄中創(chuàng)建新的工具目錄： 如：＼jwm_bastools；

（3）在{root}＼sedona＼src＼jwm_bastools創(chuàng)建jwm_kit.xml文件（本文件是用來描述編譯器編譯時(shí)所需要的源代碼目錄及其他信息； 如下：