控制电路系统在社会活动与生产中发挥着重要作用,工业现场环境下,往往需要兼具数据采集、存储、处理以及设备间通信等多方面的能力,随着工业智能化发展与物联网应用普及,工控设备联网、跨地域操作成为新的发展趋势。但网络的接入在一定程度上也增加了CPU任务处理量与系统时序的复杂性,传统的控制电路系统内部循环运行单一程序,任务量增加后,易出现中断得不到及时响应、资源调度不合理等现象,系统在实时性与可靠性方面的性能不够理想。此外,面对瞬息万变的工业生产与市场需求,传统的控制电路系统在功能维护与二次开发上的难度较大,缺乏一定的开放性与灵活性。为解决上述问题,本论文基于实时操作系统(RTOS)及物联网(IOT)相关技术,提出一种控制电路系统的设计研究方案,结合工业控制的核心功能与性能需求,实现了多路物理量采集与模拟信号输出、数据存储、授时与定位、网络通信、设备间通信、人机界面等功能。系统核心处理采用主、从MCU(STM32F4系列与STM32F1系列)协同运行的工作模式,移植实时操作系统μC/OS-Ⅲ并在上层搭建易于应用开发的LwIP协议和FaTFS文件系统;物理量采集与模拟信号输出部分共设计8路4~20mA/温度物理量采集与4路4~20mA模拟信号输出;为满足系统的存储功能需求,在MCU内部存储空间的基础上扩展三类存储器件(SDRAM/NAND FLAH/大容量SD卡);系统授时与定位功能使用GPS/北斗双模定位;设计NB-IOT无线通信与以太网有线通信两类网络通信方式;选择常用的RS-485、CAN总线通信实现设备间通信;系统与上位机间采用RS-232C串行通信方式,主要实现数据标定、实时显示与输出控制、关键参数恢复、手动校时与IAP升级等人机交互功能。本文搭建的μC/OS-Ⅲ实时操作系统能够保障系统实时性与可靠性,有益于控制电路系统产品的后期维护与开发升级。结合NB-IOT和以太网两种物联网技术,本系统实现了按需设计的物理量采集与模拟信号输出、数据存储、网络通信、授时定位等功能,具备实时处理多任务的能力并通过了初步功能测试。