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PIC32MX795F512L内置的以太网控制器与LAN8700I相连，TX+、TX-、RX+、RX-信号线经过隔离变压器隔离后，再连接网元层的交换机。本设计采用基丁RMII(Reduced Media Independent Interface，简化媒体独立接口)的10／100Mbps；以太MAC与LAN8700I相连，其帧格式遵循IEEE802．3(10M)／IEEE802．3u(100M)协议，端口信号线少，连接简单。
PIC32MX795F512L内置CAN控制器的输出信号，须经过光电隔离后，再连接CAN控制器接口芯片。设计使用Microchip公司的MCP2551作为接口芯片，该芯片完全满足ISO11898标准物理层规范要求，通信速率可达1 Mb／s，抗工业环境中的高压瞬间干扰，其差分总线具有很强的抗噪特性，其欠压保护功能使得未上电的节点或欠压节点对总线无任何影响，具有很强的保护总线能力。设计中将芯片的CAN控制器2作为工业以太网络的冗余，一旦智能测控节点的以太网络接口发生故障则报警，同时CAN网络自动投切，保证现场数据能实时上传到中控室，并执行中控室发来的远程控制命令。
智能测控节点有友好的人机界面接口，节点使用触摸液晶屏(10．4英寸TFT，800×600图形点阵)在现场显示设备状态。本设计通过节点的串口和迪文科技的DMG80600S104智能显示终端连接。DMG80600S104基于图形界面操作，通过设置／下载触控配置文件后，可直接读取触摸键值。图形显示和触摸感应的实时性强，方便人员完成各个节点功能参数的设定(包括节点地址、通信速率、操作优先级等)及设备控制。
PIC32MX795F512L支持符合USB 2．0规范的全速设备和OTG(On-The-Go)控制器，系统的智能测控节点连接一个USB接口的针式报警打印机，用于在设备现场实时记录和输出报警，方便高效。
系统的每个智能测控节点硬件结构都与图2类似，只是不同节点有不同的现场监控对象。按照区域划分，通常水厂的监控对象有取水泵站的取水头水位、阀门状态；加矾系统的浊度仪、流量计、矾池液位计的变量，计量泵电动冲程控制和搅拌系统控制；加氯系统的源水流量计、氯气管隔膜压力表的数值，余氯分析仪、漏氯报警仪的变量、真空调节器入口阀开关状态、水射器和加氯机控制等；送水泵站的清水池水位、送水泵出口压力值、阀门状态、送水泵的各相电压和电流、变频器控制等。以上的智能仪表有些需要RS232和RS485等通信接口(譬如浊度仪等)，而智能测控节点提供了多类型的接口和仪表连接，具有很强的兼容性和很高的可集成度。
3 系统软件设计
3．1 工业以太网络和CAN网络的冗余策略
由于水厂厂区面积较大，容易发生现场智能测控节点与中控室的网络链接故障，并且为满足网络建设和维护的低成本需求，设计采用网络链路冗余的方法解决这个问题。设计中，工业以太网络和CAN网络分别铺设，减小同时发生网络链路故障的概率，同时使用PPT，衡量网络质量以实现自动投切的冗余策略，以保证网络的稳定性和安全性。
定义智能测控节点巡检周期时间PPTnode(Node Polling PerioDIC Time)为节点通过工业以太网向上层发送现场采集的数据的间隔时间，一般取200～1000 ms，本文取200 ms，即
PPTnode=0．2s (1)
上位机巡检周期时间PPThost(Host Polling Periodic Time)简称PPT，为上位机收到智能测控节点上传现场数据的间隔时间。那么，使用上位机定时器从t=t0时刻开始可测量出一个无限长的样本，即
PPThost=PPT=(PPT1，PPT2，…，PPTn，…)
0<n<+∞ (2)
引入上位机平滑巡检周期时间PPTs(Smooth Polling Periodic Time)作为衡量工业以太网络平台的智能测控节点和上位机之间通信质量，表示为：
第一次测量到PPT样本时，PPTs值取节点的巡检周期时间为：PPTnode，以后每测量到一个新的PPT样本，就按上式重新计算一次PPTs。
依照经验，取α=0．25，若
PPTs>0．8 (4)
则认为通信链路断开，自动投切到CAN网络。
