文档介绍：沈阳理工大学
硕士学位论文
基于嵌入式系统的故障诊断系统的设计与实现
姓名:张家华
申请学位级别:硕士
专业:计算机应用技术
指导教师:张德育
20100301
沈阳理工大学硕士学位论文

摘要

应急通信系统是发生大型人为或自然灾害时启用的保障救援和救助的必要通
信系统。它对系统的可靠性和安全性能要求非常高。但是,应急通信系统是一个
易受攻击的系统,且系统应用环境不可预期,系统性能可能受到恶劣的外界环境、
强干扰等多种因素的影响。这些都使得应急通信系统的软硬件及链路故障发生率
居高不下。另外,网络的异构化及其设备多样化、服务的全面化和系统故障的非
线性等特征使得系统故障诊断的难度增大。目前应急通信系统中的故障诊断系统
可靠性低,故障征兆采集方式单一,且过于依赖监控中心和被监控对象,占用了
监控中心和被监控实体大量的软硬件、带宽等资源。
针对以上问题,本文采用基于嵌入式系统的故障诊断系统取代相关职能主机,
以此在不占用相关职能计算机资源情况下,提高系统的可靠性和灵活性。另外,
该系统硬件采用PCI标准设计,具有供电方便多样、易于装置和更换和适用于野外
作业等特点。所取得的成果主要包括以下几个方面:
(1) 在研究应急通信系统故障特点基础上,结合分层分布式多域故障诊断体系
结构,采用了基于嵌入式系统的故障诊断系统。该系统硬件平台按照PCI标准设计,
采用主频为404MHZ的Intel XScale CPU,软件平台采用嵌入式Linux操作系统。通
过该系统既发挥了嵌入式系统的可靠性、不占用系统资源等诸多优势,又发挥了
分层分布式多域故障诊断体系结构优点。提高了故障诊断系统的资源共享能力、
互联互通互操作能力、实时性和抗毁性,提高了故障诊断系统的诊断性能。
(2) 为了提高诊断系统的智能性、扩展性和诊断率,本文采用适合嵌入式系统
设计的专家系统进行故障诊断。运用故障树分析法对应急通信系统中计算机软硬
件、交换机和链路故障进行深入分析和挖掘,增强了故障分析的逻辑性、有效性
和正确性。在此基础上,采用了面向对象与产生式相结合的知识表示方法,既有
利于表征诊断对象属性的动态变化又有利于并行诊断的实现。并严格按照CLIPS
规范建立起覆盖系统软硬件、交换机和链路故障的规则库,设计了专家系统交互
接口。
(3) 在对CLIPS进行了裁剪和移植到ARM-Linux环境的基础上,利用CLIPS扩
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展编程机制开发了基于嵌入式系统的多推理机故障诊断专家系统。并在仿真平台
下进行了验证,实验结果表明,该系统实现了系统设计的目标,达到了改善诊断
系统整体性能目的。

关键词:应急通信系统,故障诊断,嵌入式,专家系统,C 语言集成产生式环境
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Abstract

munication system is a munication system which
put into operation to protect rescue, relief when large human errors or natural disasters
occurred. Its requirement of system reliability and safety performance is very high.
However, the munication system is a vulnerable system, and the system
application environment can not be expected, so that its system performance may be
affected by adverse external environment, strong interference and other factors. All
these factors cause that the fault incidence of hardware, software and links of the
munication system maintain a high level. In addition, the isomerization
of work and the diversification of its equipment and prehensive of its
services and the non-linear features of system failure all mak