【正文】 科研實驗室等許多地方，都具有舉足輕重的作用。 傳感器技術(shù)、微控制器技術(shù)和計算機技術(shù)日漸成熟之后，現(xiàn)代的溫濕度測量與控制系統(tǒng)克服了以往系統(tǒng)中存在的一些問題，比如對環(huán)境溫濕度的控制與調(diào)節(jié)以及數(shù)據(jù)的記錄都由微控制器或計算機自動完成，且測得的數(shù) 據(jù)也更加的精確，對環(huán)境溫濕度的調(diào)節(jié)更具有實時性。 課題 主要研究的內(nèi)容 木課題以 Windows XP 為開發(fā)平臺，以 C++為開發(fā)語言，以 VisualC++ 作為前臺開發(fā)環(huán)境， Microsoft Access 作為后臺開發(fā)數(shù)據(jù)庫。 本文從 上位機軟件出發(fā)，利用面向?qū)ο蟆?shù)據(jù)庫、串口通信、多線程等技術(shù)，設(shè)計并實現(xiàn) 溫濕度測量 系統(tǒng)的上位機應(yīng)用軟件。此軟件具有 溫濕度 的實時監(jiān)測、歷史 記錄 查看及其數(shù)據(jù)庫管理等功能，高度可視化、全中文界面、具有可擴展性，減少了人為的差錯，它與通信模塊和下位機等共同構(gòu)成了 溫濕度測量 系統(tǒng) 。 本論文的主要研究內(nèi)容如下 : (l)學(xué)習(xí)和掌握 C++語言、 VC 開發(fā)平臺、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、串口通信原理及 多線程技術(shù)。 (2)分析整個 溫濕度測量 系統(tǒng)的總體框架及其功能特點。 (3)根據(jù)用戶需求設(shè)計出 溫濕度測量系統(tǒng)的上 位機軟件，給操作人員提供可視化界面，實現(xiàn)對 溫濕度 的實時監(jiān)測、歷史 記錄 查看及其數(shù)據(jù)庫管理等功能。 (4)對軟件進(jìn)行現(xiàn)場測試，以驗證設(shè)計的可行性、準(zhǔn)確性和優(yōu)越性。 溫濕度測量系統(tǒng)設(shè)計（上位機軟件設(shè)計） 2 2 面向過程 與面向?qū)ο? 面向過程與面向?qū)ο?技術(shù) 傳統(tǒng)的軟件設(shè)計方法是面向過程的，所謂面向過程的程序設(shè)計是用結(jié)構(gòu)化編程語句來編寫 程序。它把一個復(fù)雜的程序分解成若干個較小的過程，每個過程都可以單獨地設(shè)計、修改、調(diào)試。其程序流程完全由程序員控制，用戶只能按照程序員設(shè)計好的程序處理問題。它是一種自頂向下逐步求精的設(shè)計方法和單入口單出口的程序結(jié)構(gòu)。面向過程是先分析出解決問題所需要的步驟，然 后用函數(shù)把這些步驟一一 實現(xiàn)，使用的時候按照步驟依次調(diào)用。面向過程程序設(shè)計涉及到結(jié)構(gòu)分析與結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)，它們在現(xiàn)在的應(yīng)用中表現(xiàn)出了許多明顯的缺點，用這些技術(shù)開發(fā)出的軟件，其穩(wěn)定性、可修改性和重用性都比較差。 首先，結(jié)構(gòu)分析與結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)的本質(zhì)是功能的分解，是 圍繞實現(xiàn)處理功能的過程來構(gòu)造系統(tǒng)的。結(jié)構(gòu)化方法強調(diào)過程抽象，將現(xiàn)實世界映射為數(shù)據(jù)流和加工，加工之間通過數(shù)據(jù)流進(jìn)行通信，數(shù)據(jù)作為被動的實體被主動的操作所加工，這是以過程為中心來構(gòu)造系統(tǒng)和設(shè)計程序的。然而用戶需求的變化大部分是針對加工的，因此這種變化對基于過程的設(shè)計來說是不可能實現(xiàn)的，用這利，技術(shù)設(shè)計出的系統(tǒng)往往是不穩(wěn)定的，即用戶需求的變化往往造成系統(tǒng)的較大 變化，從而需要花費很大代價才 能實現(xiàn)這種變化。 其次，結(jié)構(gòu)分析與結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)清楚地定義了目標(biāo)系統(tǒng)的接口。當(dāng)系統(tǒng)對外界的接口發(fā)生變化時，結(jié)構(gòu)分析與結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)很 難擴充新的接口，這樣的系統(tǒng)較難修改和擴充。 另外，結(jié)構(gòu)化方法從本質(zhì)上仍是把數(shù)據(jù)和操作分離，以至在實現(xiàn)階段，一些具有潛在可重用價值的軟件部分和具體應(yīng)用環(huán)境密不可分。這些原因都使得結(jié)構(gòu)分析與結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)開發(fā)出的軟件可重用性較差。 為了克服傳統(tǒng)的設(shè)計方法的缺點，逐漸創(chuàng)造出了新的軟件開發(fā)技術(shù)，即面向?qū)ο蠹夹g(shù)。面向?qū)ο蠹夹g(shù)是一個非常實用而且強有力的軟件開發(fā)方法，它具有許多特色，如符合人們通常的思維方式，高度連續(xù)性，重用性好，可維護(hù)性強等。面向?qū)ο蟮亩x可以是 ： 面向?qū)ο?=對象 +類 +繼承 +通信。一個面向?qū)ο蟮某绦虻拿恳怀?分應(yīng)是對象，計算都是通過新的對象的建立和對象之間的通信來執(zhí)行的。 對象是面向?qū)ο箝_發(fā)模式的基本成分，是基本運行時的實體，每個對象可以用一組屬性和它可以執(zhí)行的一組操作來定義，就是封裝了數(shù)據(jù)和操作的程序塊，反映了面向?qū)ο蟮姆庋b的特征。屬性一般只能通過執(zhí)行對象的操作來改變。操作就是成員函數(shù)，也叫方法，描述了對象執(zhí)行的功能。若通過消息傳遞，還可以為其它對象使用。從用陜西科技大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計說明書） 3 戶的角度看，對象提供了所需要的行為。 類是一組具有相同數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和相同操作的對象的集合，它可以被視為一個具有類似特性與共同行為的對象的模板，用來產(chǎn)生對象。 對象就是類的實例，可以使用該類的成員函數(shù)，對象的狀態(tài)包含在它的實例變量中。類的實現(xiàn)可使用能提供它所需要服務(wù)的其它類的實例，這些實例應(yīng)該受到保護(hù)不被其它對象存取，包括了同一個類所生成的所有其它實例。把一組對象的共同特性加以抽象并存儲在一個類中的能力，是面向?qū)ο蠹夹g(shù)最重要的一點 。是否建立了一個豐富的類庫是衡量一個面向?qū)ο蟪绦蛘Z言成熟與否的重要標(biāo)志。 繼承是使用己經(jīng)存在的定義作為基礎(chǔ)建立起新定義的技術(shù)，類之間的繼承關(guān)系是現(xiàn)實世界中遺傳關(guān)系的直接模擬。封裝使程序局部化，易修改、好維護(hù)，但許多對象有相同的功能時免不了 重復(fù)，所以面向?qū)ο蠹夹g(shù)有繼承的機制。新類的定義可以是現(xiàn)存類所聲明的數(shù)據(jù)、定義與新類所增加的聲明的組合，可以沿用現(xiàn)存類的某些特征。新類復(fù)用現(xiàn)存類的定義，而不要求修改現(xiàn)存類?，F(xiàn)存類可以看成父類或者基類來引用，新類則相應(yīng)得作為子類或者派生類引用，可以具有自己獨立的屬性和操作。使用繼承設(shè)計一個新類，可以視為描述一個新對象的集合，它是現(xiàn)存類所描述對象集合的一個子集合。繼承性是面向?qū)ο蟮淖钪饕攸c，是面向過程所不具備的。 對象之間進(jìn)行通信的一種構(gòu)造叫做消息。當(dāng)一個消息發(fā)送給某個對象時，包含要求接收對象去執(zhí)行某些活動的信 息。消息在一個對象與另一個對象之間傳送，發(fā)送給一個對象的消息定義了一個操作和一個參數(shù)表，并指定某一個對象。當(dāng)一個對象接收到發(fā)送給自己的消息時，就會調(diào)用消息中指定的操作，并且將參數(shù)表中的值與形式參數(shù)結(jié)合起來。接收對象對消息的處理可能會改變對象的狀態(tài)，即改變接收對象的屬性，并發(fā)送消息給自己或者另外一個對象。因此，可以把這種消息的傳遞大致地看成傳統(tǒng)的過程方法中的函數(shù)調(diào)用。接收到消息的對象經(jīng)過解釋，然后予以響應(yīng)。這種通信機制叫做消息的傳遞。 對象、類、繼承及消息代表了面向?qū)ο箝_發(fā)模式，同時面向?qū)ο筮€具有其它的特點， 如多態(tài)性。多態(tài)性技術(shù)主要在結(jié)構(gòu)方面提供了靈活性，多態(tài)性有靜態(tài)多態(tài)性和動態(tài)多態(tài)性兩種。靜態(tài)多態(tài)性表現(xiàn)為成員函數(shù)的重載，發(fā)生在一個類的內(nèi)部而動態(tài)多態(tài)性表現(xiàn)為函數(shù)的重寫，則反映在父類和子類之間。 封裝、繼承、多態(tài)是面向?qū)ο蟪绦虻闹饕卣?。正是這些特征使程序安全、可靠、可重用、易維護(hù)、易于修改，減少了復(fù)雜性，支持開發(fā)人員建立靈活的可擴充的系統(tǒng)。 面向?qū)ο笙鄬τ诿嫦蜻^程的方法有許多優(yōu)點 :(l)面向?qū)ο笫前褬?gòu)成問題事物分解成各個對象，建立對象的目的不是為了完成一個步驟，而是為了描述某個事物在整個解決問題的步驟中的行為。 面向?qū)ο笫且怨δ軄韯澐謫栴}，而不是步驟。功能上的統(tǒng)一保證了面向?qū)ο笤O(shè)計的可擴展性。 (2)面向?qū)ο蟀褑栴}域的概念直接映射到對象以及對象間的接口。而傳統(tǒng)的方法忽略了數(shù)據(jù)和操作之間的內(nèi)在聯(lián)系，軟件要解決的問題溫濕度測量系統(tǒng)設(shè)計（上位機軟件設(shè)計） 4 其實都是相互之間存在一定聯(lián)系的事物組成的，每個具體的事物都具有行為和屬性兩方面特征，所以把表示事物靜態(tài)屬性的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和描述事物動態(tài)行為的操作放在一起構(gòu)成的整體 才 可以完整而自然地表示客觀世界中的實體。 (3)面向?qū)ο蠹夹g(shù)從分析到設(shè)計再到編碼用的是一致的模型表示，具有高度連續(xù)性。 (4)面向?qū)ο蠹夹g(shù)具有的繼承性和封裝 性支持軟件復(fù)用，易于擴充，能較好地適應(yīng)復(fù)雜的大系統(tǒng)不斷發(fā)展和變化的要求，要復(fù)用類，可以直接創(chuàng)建該類的實例，實現(xiàn)復(fù)用，還可以從該類派生出滿足新需要的子類。繼承性使得派生類不僅可以重復(fù)父類的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和方法，而且可以在父類基礎(chǔ)上修改和擴充，并且不會影響父類的使用。 (5)面向?qū)ο蠹夹g(shù)把屬性和方法封裝在“對象”中，當(dāng)外部功能發(fā)生變化時，保持對象結(jié)構(gòu)的相對穩(wěn)定，使改動局限于對象內(nèi)部。類是獨立性很強的模塊，向類的實例發(fā)送消息就可以運行，并且觀察它是否可以正確地完成要求的工作，對類的測試比較容易實現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)錯誤也通常集中在類 的內(nèi)部，容易調(diào)試和維護(hù)。所以，用面向?qū)ο蠹夹g(shù)開發(fā)的軟件，易于擴展、調(diào)試和維護(hù)。 面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計 C++就是典型的面向?qū)ο蟮木幊陶Z言 ， Visual C++就是 Windows 環(huán)境下最主要的應(yīng)用開發(fā)系統(tǒng)之一，它不僅是 C++語言的集成開發(fā)環(huán)境，還與 Win32 緊密相連，因此，Visual C++可以完成各種應(yīng)用程序開發(fā)，從底層的軟件到頂層面向用戶的軟件。使用Visual C++環(huán)境開發(fā)應(yīng)用程序縮短了開發(fā)時間，且界面友好，易于操作。 在用 Visual C++開發(fā)面向?qū)ο髴?yīng)用程序時，可以使用 Windows 提供 的 Windows API(Application Programming Interface)函數(shù)，也可以直接使用 Microsoft 提供的 MFC(Microsoft Foundation Classes)類庫。 API 函數(shù)可以實現(xiàn)窗口創(chuàng)建、移動和修改，實現(xiàn)與設(shè)備無關(guān)的圖形操作功能，實現(xiàn)與操作系統(tǒng)有關(guān)的多種功能，但是，利用 API函數(shù)編程時，大量的代碼需要用戶自己編寫，編程工作量很大。 MFC 類庫則集成了大量已經(jīng)預(yù)先定義好的類，是 C 十 +的類集，該類集以層次結(jié)構(gòu)組織起來，其中封裝了大部分 Windows API 函 數(shù)和控件，包含的功能涉及到整個 Windows 操作系統(tǒng)。不僅為用戶提供了 Windows 圖形環(huán)境下應(yīng)用程序的框架，而且還提供了創(chuàng)建應(yīng)用程序的組件。使用 MFC 類庫和 Visual C++提供高度可視的應(yīng)用程序開發(fā)工具，使得現(xiàn)在應(yīng)用程序的開發(fā)更簡單，并可提高代碼的可靠性與可重用性。 MFC 提供的類庫讓程序員把精力更多的放在功能拓展上，而不用太在意細(xì)節(jié)的實現(xiàn)，還允許在編程過程中自定義和擴展應(yīng)用程序中的類，同時也允許調(diào)用 Windows API 函數(shù)，使得應(yīng)用程序以最小的規(guī)模實現(xiàn)最豐富的功能。 MFC 是 C++語言中的一個安全子 集，簡化了 C++開發(fā)基于Windows 的應(yīng)用程序的工作， MFC 精心設(shè)計的類庫結(jié)構(gòu)以一種軟件包的形式把進(jìn)行Windows 應(yīng)用開發(fā)這一過程所需的各種程序模塊有機地組織起來。 MFC 包含的類分層結(jié)構(gòu)和功能具有可伸縮性，這使得 MFC 能跟上軟件發(fā)展的潮流，并且保持了程序的向下兼容性，它還增強了對數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序的支持，可以使用 ODBC 類和高性能的陜西科技大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計說明書） 5 ODBC驅(qū)動程序來訪問提供 ODBC支持的數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，還可以通過數(shù)據(jù)訪問對象，通過編程語言來訪問和操縱數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)并管理數(shù)據(jù)庫。目前的 MFC 包含了一百多個類，不同的類實現(xiàn)不同 的功能，它們之間既有區(qū)別又有聯(lián)系，這些類按照層次關(guān)系可以分為根類、窗口和控件類、繪圖和打印類、應(yīng)用程序體系結(jié)構(gòu)類、文件和數(shù)據(jù)庫類、 Inter 和網(wǎng)絡(luò)工作類、 OLE 類以及調(diào)試和異常類等等。用戶可以根據(jù)編程的需要調(diào)用相應(yīng)的類，或者自己定義有關(guān)的類。 Visual C++ 為了減輕程序員的工作量，特別增強了應(yīng)用程序向?qū)У墓δ?。?yīng)用程序向?qū)槌绦騿T提供了一個基于 MFC 的應(yīng)用程序框架，只要在此基礎(chǔ)上添加實現(xiàn)特定功能的代碼即可。 本章小結(jié) 本章主要介紹了 面向過程與面向?qū)ο蟮募夹g(shù)，課題主要研究的內(nèi)容 及 論文的整體框架，對論文的整體結(jié)構(gòu)與內(nèi)容有了一定的了解。 溫濕度測量系統(tǒng)設(shè)計（上位機軟件設(shè)計） 6 3 系統(tǒng) 相關(guān)技術(shù) 介紹 Visual C++開發(fā)平臺 二十世紀(jì)九十年代以來，伴隨著計算機硬件技術(shù)的高速發(fā)展， Windows 操作系統(tǒng)風(fēng)靡全球，形成了操作系統(tǒng)市場的壟斷地位。 Windows 應(yīng)用軟件也蓬勃發(fā)展，廣泛應(yīng)用于各個行業(yè)，包括教育領(lǐng)域。對于應(yīng)用軟件的開發(fā)，微軟公司也提供了強大、復(fù)雜的開發(fā)工具 Visual C++(以后簡稱 VC++)，借助其生成代碼的向?qū)?，能快速生成可運行的 Windows 應(yīng)用程序的外殼。 VC++附帶的基本類庫， 即 MFC 封裝了大部分從前進(jìn)行開發(fā)所用的 API 函數(shù)，己經(jīng)成為許多 C++編譯器進(jìn)行 Windows 開發(fā)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。 (1)Visual C++介紹 Visual C++有很多版本，本課題用的是 VC++。 VC++ 是 Microsoft 公司推出的一個基于 Windows 系統(tǒng)平臺、可視化的集成開發(fā)環(huán)境，它的源程序按 C++語言的要求編寫，并加入了微軟提供的功能強大的 MFC(Microsoft Foundation Class)類庫。 MFC中封裝了大部分 Windows API 函數(shù)和 Windows 控件，它包含的 功能涉及到整個Windows 操作系統(tǒng)。 MFC 不僅給用戶提供了 Windows 圖形環(huán)境下應(yīng)用程序的框架，而且還提供了創(chuàng)建應(yīng)用程序的組件，這樣，開發(fā)人員不必從頭設(shè)計創(chuàng)建和管理一個標(biāo)準(zhǔn)Windows 應(yīng)用程序所需的程序，而是從一個比較高的起點編程，故節(jié)省了大量的時間。另外，它提供了大量的代碼，指導(dǎo)用戶編程時實現(xiàn)某些技術(shù)和功能。因此，使用 VC++提供的高度可視化的應(yīng)用程序開發(fā)工具和 MFC 類庫，可使應(yīng)用程序開發(fā)變得簡單。 （ 2） Visual C++的優(yōu)勢 VC++ 的最大優(yōu)點就是提供了功能強大的 MFC 類庫， MFC 是一 個很大的 C++類層次結(jié)構(gòu)，其中封裝了大量的類及其函數(shù)，很多 Windows 程序所共有的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容可以由 MFC 的類來提供， MFC 類為這些內(nèi)容提供了用戶接口的標(biāo)準(zhǔn)實現(xiàn)方法，程序員所要做的就是通過預(yù)定義的接口把具體應(yīng)