1、基于 PaaS 云平台的移动互联终端均衡控制器设计 王曙霞 龙海 焦家林 黄志武 湖北工程学院计算机与信息科学学院 北京国际电气工程有限公司 摘 要： PaaS 云平台是一种新的商业模式, 能够为第三方开发者开发新的应用程序提供一个非常好的开发环境, 但作为一种新型服务业务, 控制系统还不够完善。基于 PaaS 云平台提出了一种移动互联网终端均衡控制器的设计方法, 分别对控制器的硬件部分和软件部分进行设计, 硬件部分由数据采集器、数据处理器、数据变换器、数据存储器和数据控制器 5 部分组成。利用 PID 算法实现软件部分的工作, 通过实验, 验证了设计的均衡控制器对 PaaS 平台的移动互联终
2、端控制能力远远超过传统控制器, 并且在工作时消耗时间更短、使用成本更低, 是未来的必然发展方向。关键词： PaaS 云平台; 移动互联终端; 均衡控制器; 作者简介：王曙霞 (1975-) , 女, 湖北荆门人, 湖北工程学院计算机与信息科学学院副教授, 硕士。作者简介：龙海 (1980-) , 男, 湖北孝感人, 北京国际电气工程有限公司工程师。收稿日期：2017-08-21基金：湖北工程学院科学研究计划项目 (201615) Received： 2017-08-2121 世纪世界进入信息时代, 互联网飞速渗透到各个领域, 在各行各业发挥着不可忽略的作用, 伴随计算机发展的各种业务也不断成熟
3、。PaaS 作为一种新的商业模式被提出, PaaS 英文全称为 Platform-as-a-Service, 它是一种将服务器平台作为服务提供的商业模式, 企业利用互联网提供商业服务。通俗地讲, PaaS 是一种介于 LaaS 和 SaaS 模型之间的云服务, 将互联网中的资源服务看作可编程接口, 能够为第三方开发者开发新的应用程序提供一个非常好的开发环境, 在这样的环境中, 使用者不需要过度考虑硬件条件, 可以很轻松地使用构建应用时必须要用到的服务项目, 例如:安全认证、共享资源、远程连接等等。PaaS 作为一种新型服务业务, 虽然能够大量编程, 可是稳定性仍然有待考究。利用均衡控制器能够有
4、效控制 PaaS 云平台的移动互联终端, 提高整个云平台的控制效果。基于 PaaS 云平台, 本文提出了一种移动互联网终端均衡控制器的设计方法。分别对控制器的硬件部分和软件部分进行设计, 硬件部分由数据采集器、数据处理器、数据变换器、数据存储器和数据控制器 5 部分组成。基于 A/D 转换器实现软件部分的工作, 最后通过实验, 验证了本文设计的均衡控制器对数据的控制能力和可操作性是否优于传统均衡控制器。实验证明, 本文所设计的均衡控制器对 PaaS 平台的移动互联终端控制能力远远超过传统控制器, 并且在工作时消耗时间更短、使用成本更低, 具有极高的发展前景, 值得大力推广使用1。1 基于 Pa
5、aS 云平台的移动互联终端均衡控制器硬件设计本文设计的移动互联网终端均衡控制器硬件部分有:数据采集器、数据处理器、数据变换器、数据存储器和数据控制器, 所设计的控制器硬件功能是利用数据采集器采集到 PaaS 平台需要控制的数据资源, 利用数据集成处理器对采集到的资源进行集成处理, 数据变换器将计算机系统不能识别的数据资源转化成可以识别的数据资源, 数据存储器将有效数据资源存储, 最后由数据控制器完成整个移动终端的均衡控制。基于 PaaS 云平台设计的移动互联网终端均衡控制器硬件部分的总体设计框架图如图 1 所示2:图 1 硬件部分总体框架图 下载原图设计的移动互联网终端均衡控制器硬件部分。数据
6、采集器的采集芯片选取的是法国 Alphelys 公司最新研发出来的高档芯片 NFC 采集芯片。NFC 采集芯片于2017 年 2 月被上市推行, 虽然工作性能和工作效果都有待考究, 但其实早在2013 年 Alphelys 公司就开始着手研究, 并且不断试验和验证, 虽然没有真正在市场上流通, 其稳定性和采集能力却都有很高的保证。NFC 采集芯片在工作时消耗功率极低, 而且对工作环境要求不高, 一般来说只要电源系统能够持续稳定提供 22V 以上的电压, 50A 的电流, 采集芯片就可以保证正常工作3。数据处理器内部选用法国 Inside Secure 公司研发的 DSP 处理芯片, 这种芯片性
7、价比极高, 在电压较低的情况下也可以对数据进行处理, 最高处理速度可以达到 9820 MIPS, 当电源系统提供更高电压时, 处理效果更好。DSP 处理芯片极高的处理能力完全满足 PaaS 平台移动互联终端提出的数据处理要求, 而且处理数据的精度能够达到 10 位甚至 10 位以上。数据变换器的内部芯片为英国芯片创始公司 Graphcore 研制的 OTP 芯片。OTP芯片通过内外双电源接口供电, 双接口确保电源系统的电压能够稳定输入到数据变换器内部, 而且 OTP 芯片产生的工作噪音很小, 一般在 38Hz 之间, 当不提供电压时, 变换器会进入休眠模式, 休眠模式下不会发出任何噪音。均衡控
8、制器对数据存储器的工作性能要求极高, 因此本文设计的控制器数据存储器内部采用英国 imagination 公司研发的超薄芯片 TW3492。TW3492 芯片极薄, 工作效率很高, 对于数据的存储速率可以达到 12 Mb/s, 这是目前其他存储芯片无法比拟的。芯片内部的存储模式为 S9982 模式, TW3492 芯片具有超强的数字资源存储能力, 它将多通道缓冲串口无缝式串联起来, 而且内部设置了存储校验码, 保证了存储资源的安全4。数据控制器是均衡控制器硬件系统的核心部分, 控制器内部采用英国 ARM (安模) 公司研发的 ARM9 芯片。ARM 公司在对 ARM9 芯片进行研究设计时, 对
9、 ARM7和 ARM8 的工作性能和工作特点进行了充分的研究, 并且结合了二者的优点, 改善了前两代的缺点。ARM9 在短时间内就能对 PaaS 云平台移动互联终端数据进行控制, 控制时间维持在 10s 之内, 飞速模式保证了控制速度。ARM9 内部有128 个控制接口, 一旦接收到中心系统下发的指令后, 128 个控制接口会同时工作, 大大提高了控制效率, 缩短了控制时间5。2 基于 PaaS 云平台的移动互联终端均衡控制器软件设计利用 A/D 转化器中的 PID 控制算法实现移动互联网终端均衡控制器软件设计, PID 控制算法如下:式中, A VL (S) 代表 PaaS 平台的运行周期,
10、 V 0为输入电压, V I为输出电压, S 为信号运行状态, R 1为输入电压产生的电阻, R 2为输出电压产生的电阻, f h为振幅响应频率, A vh为均衡系统控制能力。PID 控制算法利用 NFC 采集芯片采集PaaS 平台的数据资源, 在得到数据资源后, 在 MCGS 组态环境下对数据进行处理和转换, 由 OTP 芯片发出指令给控制器, 控制器将 128 个控制点同时连接, 然后完成对 PaaS 云平台移动互联网终端的控制过程, 并将控制数据记录在电脑计算机中。至此, 基于 PaaS 云平台的移动互联网终端均衡控制器软件部分全部设计完成6。3 实验测试为了测试本文设计基于 PaaS
11、云平台设计的移动互联网终端均衡控制器能够对更好地对云平台字资源进行控制, 设计了对比实验。3.1 参数设定参数设定如下:电源系统为均衡控制器提供 220V 稳定电压, 电流维持在50100A 之间, 工作周期为 15 小时, 每次工作时间为 30min。表 1 参数设定 下载原表 3.2 结果分析根据上述仿真设定的参量以及环境设定, 进行实验, 结果如下图 2 所示。图 2 实验对比结果 下载原图分析图 2 结果得知, 在相同时间内传统的控制器对 PaaS 平台的数字资源控制能力明显低于本文设计的均衡控制器, 而且随着时间的增加, 本文设计的均衡控制能力越来越强, 传统控制器控制能力虽然也会增
12、加, 但是变化程度极小7。4 结束语通过探讨分析可以了解到, 本文基于 PaaS 云平台提出了的移动互联网终端均衡控制器, 硬件部分由数据采集器、数据处理器、数据变换器、数据存储器和数据控制器 5 部分组成, 软件部分利用 PID 算法实现的工作, 所设计的均衡控制器对 PaaS 平台的移动互联终端控制能力远远超过传统控制器, 并且在工作时消耗时间更短、使用成本更低, 具有极好的发展前景。参考文献1郭栋, 王伟, 曾国荪.一种基于微服务架构的新型云件 PaaS 平台J.信息网络安全, 2015 (11) :15-20. 2董清, 洪歧.一种基于云平台的智能家居光控系统设计J.物联网技术, 20
13、17, 7 (4) :88-90. 3陈龚, 邵时.嵌入式会议系统终端控制器的设计与实现J.计算机应用与软件, 2011, 28 (1) :267-269. 4李兰英, 杨晨.基于 S3C44B0X 的智能家居终端控制系统的设计与实现J.哈尔滨理工大学学报, 2007, 12 (3) :84-86. 5代新冠, 田永鹏, 张超.基于 S3C2440 的嵌入式多媒体控制器设计J.现代电子技术, 2006, 29 (8) :39-41. 6陶国彬.基于 AT89C2051 温度采集控制器的设计研究J.科学技术与工程, 2009, 9 (4) :1035-1038. 7李敏, 秦志光.P_FACSM:PaaS 平台下公平的访问控制安全模型J.计算机应用研究, 2013, 30 (1) :256-260.
