【正文】 ， 串口 通訊可靠性滿足要求 ，拉力曲線圖繪制比較精確，數(shù)據(jù)的存儲功能也基本實現(xiàn) 。 monitoring software。 在工業(yè)的發(fā)展過程中，新材料，新工藝，新產(chǎn)品的不斷出現(xiàn)。二戰(zhàn)以后，科學技術迅猛發(fā)展，促進了各國試驗機產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和技術改革。由于 微電子技術的 快速 發(fā)展，微處理器的速度越來越快，價格越來越低，已被廣泛應用于拉力試驗機中，使得一些原本由硬件完成的功能，可以通過軟件來實現(xiàn)。 圖 微機控制電子萬能試驗機 設計的目的及意義 拉力 試驗機廣泛應于用工礦企業(yè)、計量、學校的現(xiàn)場和實驗室，其應用領域涉及到機械、冶金、建筑、航空、航天、軍工、交通、運輸、 質檢、計量、教育、醫(yī)療等各行各業(yè)。首先，它可以完成比較復雜的控制過程 。 高級語言開發(fā)出來的、易于操作的人機交互界面，可以為試驗人員提供一個友好、明晰的操作環(huán)境，通過該界面，試驗操作人員能方便地選擇輸入試驗控制參數(shù)，控制試驗的開始和終止，實時觀察試驗的進程。 國內外的研究現(xiàn)狀 最早的 拉力試驗機對試驗過程的控制多數(shù)采用傳統(tǒng)的機電控制手段 實現(xiàn)，此類設備中操作過程煩瑣、試驗精度不高、試驗數(shù)據(jù)的保存不便、處理不及時，在一定程度限制了試驗機的使用和發(fā)展。 如圖 1： 采用這種基于總線微機控制的拉力試驗機，使得拉力試驗的工作更加可靠，所得的數(shù)據(jù)更加準確。 國外的發(fā)展現(xiàn)狀 國外 拉力試驗機 經(jīng)過一百多年的發(fā)展沉淀，拉力試驗機的控制測量和記錄系統(tǒng) ， 廣泛采用了電子技術，計算機技術，使拉力試驗機的性能得到很大的提高。長期以來，試驗機一直是歐美對我國尖端科研課題限制出口的產(chǎn)品。隨著各行各業(yè)對試驗機產(chǎn)品需求的增長，我國生產(chǎn)制造水平的不斷提高和測 試技術的飛速發(fā)展，目前生產(chǎn)試驗機的公司和企業(yè)已遍布全國各地，有代表性的試驗機廠家是深圳新三思集團有限公司、濟南試金集團有限公司、長春試驗機研究所等。其實我國的試驗機軟件技術水平是相當不錯的，早在 1996 年 ，在上海多國儀器儀表展 覽會上，新三思公司和美國 MTS 公司在中國大陸同期推出基于 Windows 系統(tǒng)平臺下的試驗軟件。接下來就劃分了各功能模塊，給出軟件設計的思路及實現(xiàn)方法； 第 三 章則詳細講了各功能模塊的實現(xiàn)，對其中的串口通信模塊的實現(xiàn)進行了重筆墨的敘述。根據(jù)這個 協(xié)議 規(guī)定 ，Zigbee 技術是一種短距離、低功耗的 無線通信 技術。 圖 Zigbee 的網(wǎng)狀結構圖 ZigBee 網(wǎng)絡 相比于藍牙跟 WiFi 的優(yōu)勢體現(xiàn)在： ①低功耗。 ②低成本。 ZigBee 工作在 20～ 250kbps 的速率，分別提供 250 kbps()、40kbps(915 MHz)和 20kbps(868 MHz)的原始數(shù)據(jù)吞吐率，滿足低速率傳輸數(shù)據(jù)的應用需求。如果通過路由和節(jié)點間通信的接力，傳輸距離將可以更遠。 ⑥高容量。 簡單的說， ZigBee是一種高可靠的無線網(wǎng)絡，類似于 CDMA和 GSM網(wǎng)絡。 圖 Zigbee 無線模塊 南京工程學院自動化學院本科畢業(yè)設計（論文 ） 15 Zigbee 應用 本課題中，多臺拉力試驗 機所測得的試驗數(shù)據(jù)經(jīng)過 Zigbee 無線網(wǎng)絡傳到系統(tǒng)中的無線接收模塊。整個系統(tǒng)形象的結構示意圖如圖 圖 系統(tǒng)結構示意圖 上位 PC 軟件設計分析 需求分析 PC 軟件應該包括 串口通信、 人機界面、 數(shù)據(jù)顯示、 圖形 繪制 、 數(shù)據(jù)儲存 等功能。 人機界面是工業(yè)控制軟件中的重要組成部分，通過顯示器、鍵盤和鼠標 ，實現(xiàn)人機對話功能和操作人員對控制系統(tǒng)操作的干預。本 軟件 對圖形界面的需求是，能夠 準確 顯示拉力曲線 圖，直觀地觀察到拉力試驗的過程 。但考慮到種種的原因，本軟件最終是將數(shù)據(jù)儲存儲在一個指定的 .TXT 文檔中，比較簡單的完成了對數(shù)據(jù)的保存?；蛘呤菍τ谀切┲貜褪褂玫某绦蚨?，將其進行獨立設計。以特定的規(guī)則將程序模塊組合起來，這種程序設計的方式被稱為程序模塊化程序設計。 南京工程學院自動化學院本科畢業(yè)設計（論文 ） 17 功能模塊的劃分 根據(jù)用戶需求和測試系統(tǒng)的要求，各功能模塊可劃分為： 拉力試驗機數(shù)據(jù)接收 顯示模塊、串口參數(shù)輸入模塊、 拉力曲線繪制模塊以及一些 附加功能模塊。 根據(jù)數(shù)據(jù)前的ID信息，按要求 顯示 該組的數(shù)據(jù)。在測試系統(tǒng)中起輔助作用，為軟件使用者提供更全面的功能服務。每組數(shù)據(jù)最前面對應各拉力試驗機的 ID 號，以便確定是哪臺拉力試驗機正在工作并上傳數(shù)據(jù) 。使用軟開發(fā)工具是 Microsoft Visual C++ ， C++在 C 語言的基礎上，增加了對面向對象編程、類屬編程、數(shù)據(jù)抽象等技術的支持，還對 C 語言進行了非面向對象的擴充。 第一步： 第二步： 第三步 : 第四步： 第五步： 第六步： 圖 編程的步驟圖 確定課題任務，確定程序模塊 人機界面設計 串口通信實現(xiàn) 編寫各功能模塊程序代碼 程序調試 生成 .EXE 可執(zhí)行文件 南京工程學院自動化學院本科畢業(yè)設計（論文 ） 19 本章小結 在本章中共分三小節(jié)分別介紹了拉力試驗機的無線網(wǎng)絡結構、上位軟件設計分析和軟件實現(xiàn)的思路和方法。 軟件設計分析則從軟件的需求講起，分析了用戶 需求和需要具有的功能。最后給出了軟件編程的步驟圖。對于從事機械行業(yè)的人來說，熟悉基于 RS232 串口通信的高級語言編程方法顯得十分 必要的 。 Windows 平臺先進的 ActiveX 技術使得對串口編程不再需要處理煩瑣的細節(jié)。它是高級語言編寫的串行通信程序和 PC串口之間的橋梁。當對其進行寫入操作時，是在設置屬性的新值。 下面介紹一些本次畢業(yè)設計用到的，比較常用的 MSComm控件的屬性， 圖 。 //設置串口編號 南京工程學院自動化學院本科畢業(yè)設計（論文 ） 22 Short GetCommPort()。使用如下兩個函數(shù)來操作該屬性： void SetSettings(LPCTSTR lpszNewValue) ， // 設置通信參數(shù)，由lpszNewValue來表示 CString GetSettings()； //讀取當前串口通信參數(shù) 使用字符串類型來設置該屬性， lpszNewValue的格式如下： BBBB,P,D,S 其中 BBBB是波特率（ 9600為默認值）， P為奇偶效驗類型（ N為默認值）， D為數(shù)據(jù)位數(shù)（ 8為默認值）， S為停止位數(shù)（ 1為默認值） 例如 執(zhí)行 (9600,N,8,1)。在使用串口之前應通過設置該屬性來打開串口，而退出串口通信時應該關閉串口，以釋放程序占用的串口資源。 InPutLen屬性 當使用 GetInput（）函數(shù)從輸入緩存區(qū)讀讀取數(shù)據(jù)時，該屬性決定了一次讀取的字節(jié)數(shù)。 InBufferSize 屬性 使用該屬性來設置或讀出串行通信輸入緩存區(qū)的大小。 RThreshold 屬性 該屬性代表一個閾值。首先應該在頭文件的首部增加如下包含文件： include “ ” //引用 MSComm 控件類 然后手工在類構造中聲明成員變量： public: CComboBox m_speed。在CommDlg::OnInitDialog()函數(shù)中添加串口初始化程序代碼。 串口接收程序的開發(fā) MSComm 控件的串口接收程序，一般是采用事件驅動方式，即消息驅動。 步驟 2：添加串口事件消息響應處理函數(shù)的程序代碼，即編寫串口接收數(shù)據(jù)處理程序。一方面，人向計算機輸入時應當盡量采用自然的方式 。使用戶看到程序界面能基本了解該采取何種操作。如合理設置控件的大小，多種控件一起使用時盡可能使它們的風格 (例如顏色 )保持一致，在菜單和聯(lián)機幫助中使用相同的術語等等。 (6)容錯性 軟件應該有較好的容錯性，對用戶的誤操作有相應的信息提示，保證軟件的正常運行。操作流程盡量簡單。 第二步：添加 Active 控件。然后在主對話框上點擊右鍵選擇插入 Active控件 ，將其插入主對話框上。使用工具箱 的對 話框 ，將需要的控件按照顯示合理布局美觀的原則放到主題對話框上。前面介紹過，為編輯框控件添加兩個變量 value 型變量用于獲取數(shù)據(jù)， control型變量用于程序對對話框的操作 。使用起來十分方便。另外 Type屬性設置為 drop list。接下來 還 要完成 拉力曲線圖所謂繪制和數(shù)據(jù)的存儲及顯示部分 。 RGB 宏的聲明如下所示： COLORREF RGB(BYTE bRed,BYET bGreen,BYET bBlue colcor)； 可以看到， RGB 有三 個參數(shù)，分別代表紅綠藍三種顏色的值。例如： HPEN CreatePen(int nPenStyle, int nWidth, COLORREF crColor)。 PS_DASHDOT： 畫筆畫出的是點劃線（ nWidth 必須不大于 1） 。如指定的準確 RGB 顏色不存在，就進行抖動處理 。返回值說明了設備上下文環(huán)境是否釋放；如果釋放成功，則返回值為 1；如果沒有釋放成功，則返回值為 0。 此語句是將畫筆移到坐標原點，等待繪圖。 +(1*i/7)是 X 坐標位置 。 南京工程學院自動化學院本科畢業(yè)設計（論文 ） 33 拉力曲線繪制的總流程圖 圖 繪圖的總流程圖 開始 用 CreatePen 創(chuàng)建一個畫筆 結束 flag_liu=1? N 用 LineTo 將點連起來 , i++； 用 MoveTo 將畫筆移到坐標原點 準備畫圖 Y N flag_ya=1? iNextTime? N Y i=0 ReleaseDC 釋放畫筆 FilePath=。 m_current=39。課題的要求是實現(xiàn)對多臺設備的監(jiān)控，但更多的設備可以依此類推。 數(shù)據(jù)的存儲 Visual C++ 的 MFC 提供的 CFile 類中封裝了對文件的打開和關閉，讀寫及定位、刪除、獲取信息等操作，是最基本的文件操作類。 CString CString 是一種很有用的 數(shù)據(jù)類型 。 用這種方法的好處是你不用擔心用來存放格式化后數(shù)據(jù)的 緩沖區(qū) 是否足夠大，這些工作由 CString 類替你完成。如果 Variant 變量的內容是數(shù)字，它可以用字符串來表示數(shù)字或是用它實際的值來表示，這將由上下文來決定 。 ReadFile 函數(shù) ReadFile 函數(shù)的功能是 從 文件指針 指向的位置開始將數(shù)據(jù)讀出到一個文件中 , 且支持同步和異步操作 ,如果文件打開方式?jīng)]有指明 FILE_FLAG_OVERLAPPED的話 , 當 程 序 調 用 成 功 時 , 它 將 實 際 讀 出 文 件 的 字 節(jié) 數(shù) 保 存 到lpNumberOfBytesRead 指明的 地址空間 中。函數(shù)的原型如下： BOOL ReadFile(HANDLE hFile, LPVOID lpBuffer, DWORD nNumberOfBytesToRead, LPDWORD lpNumberOfBytesRead, LPOVERLAPPED lpOverlapped )。 LPDWORD lpNumberOfBytesRead，指向一個 DWORD 類型變量的指針，用來接收讀取的字節(jié)數(shù)。 本章小結 在本章的內容里，詳細講解了軟件的設計過程。amp。 m_current=39。239。amp。其中著重講解串口通信模塊的實現(xiàn)。然而有些邏輯上的錯誤很難發(fā)現(xiàn)。 （ 1） 回溯法 調試人員從發(fā)現(xiàn)錯誤癥狀的位置開始，人工沿著程序的控制流程往跟蹤代碼，直到找出錯誤根源為止。 （ 4） 演繹法 根據(jù)測試結果，列出所有可能的錯誤原因。 在本次上位機軟件中用的最多的調試方法便是回溯法和歸納法，通過軟件運行過程中所暴露出來的問題查找原因。 通過互聯(lián)網(wǎng)下載虛擬串口軟件，軟件名稱為 Configure Virtual Serial Port Driver，簡稱 VSPD,是 Eltima 軟件公司的一個產(chǎn)品，正式版需要付費購買，試用版可以使用 14 天。如需其他的虛擬口則可以點 Add pair 按鈕，則就添加了串口對 COM3 和 CO