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、“”進(jìn)行一系列轉(zhuǎn)換，與包含時間信息的1一D數(shù)組一起捆綁成簇，送入“XY圖”圖形顯示控件，即可在該顯示控件中顯示出帶時間信息的歷史曲線(其X軸為時間，Y軸為濃度值)。對時間格式轉(zhuǎn)換為相對時間格式:轉(zhuǎn)換好的字符串送入 ，它可將讀取的字符串轉(zhuǎn)換為雙精度數(shù)據(jù)類型的一維數(shù)組，將其反轉(zhuǎn)，并轉(zhuǎn)換成簇之后，轉(zhuǎn)換成時間標(biāo)識，再通過“’，進(jìn)行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換出的64位無符號整形數(shù)代表的即是相對時間格式，例如，“ 10:03:07 201106l”轉(zhuǎn)換成相對時間格式后，為3274048987。從數(shù)據(jù)庫中讀取的數(shù)據(jù)類型是2D字符串?dāng)?shù)組，不能像動態(tài)數(shù)據(jù)一樣直接在“波形圖表”控件或“波形控件”中顯示出來，因此要對其進(jìn)行一系列處理，先用“，將2D字符串?dāng)?shù)組分解成兩個l一D字符串?dāng)?shù)組，其中一組字符串包含的是時間信息，另外一組包含的是數(shù)據(jù)信息。在歷史曲線繪制模塊中的數(shù)據(jù)依然來源于在Access中建立的mydata數(shù)據(jù)庫，曲線模塊先要從mydata庫中讀取歷史數(shù)據(jù)，然后根據(jù)讀取數(shù)據(jù)形成歷史曲線，并利用“XY圖”圖形顯示控件中顯示出來。而歷史曲線恰好彌補(bǔ)了這一缺憾，它將監(jiān)控系統(tǒng)采集的歷史數(shù)據(jù)以曲線的形式顯示出來，同時具有直觀性。下圖1120中的LabVIEW程序，分別實現(xiàn)了按中繼站查詢實時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)及打印報表的功能。因為查詢的目的是為了獲取目標(biāo)數(shù)ADO Connection “return”端此時要設(shè)置為“真”。根據(jù)SQL語句在LabVIEW中的編寫方法，將上述標(biāo)準(zhǔn)的SQL查詢語句送入ADO connection Execute SELEC TMAX(fieldl)As MAX VALUE FROM數(shù)據(jù)表名，對數(shù)據(jù)表中某一列求最大值。SELECT SUM(fieldl)AS SUM VALUE FROM數(shù)據(jù)表名，對數(shù)據(jù)表中某一列求和。過 ADO connection 。在本次設(shè)計中有實時數(shù)據(jù)查詢與歷史數(shù)據(jù)查詢兩部分。程序設(shè)置為每隔1s添加一條數(shù)據(jù)一記錄，當(dāng)磁盤空間不足20MB時會提示用戶刪除數(shù)據(jù)，避免造成磁盤空間不足。這種方法在其他SQL語句的LabVIEW編寫中也同樣值得借鑒。 過 ADO connection ，這里要用SQL語句完成此項功能，SQL語句的編寫成為關(guān)鍵。 在控制面板的ODBC數(shù)據(jù)源管理器中，建立名為”mydata”的系統(tǒng)DSN數(shù)據(jù)源，并在該數(shù)據(jù)源中創(chuàng)建同名Access數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)存儲操作將按圖所示的基本步驟展開。因此設(shè)計采用LabSQL對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行訪問。利用LabVIEW用戶自己設(shè)計開發(fā)的免費(fèi)LabVIEW數(shù)據(jù)庫訪問工具LabSQL。利用這種方式進(jìn)行數(shù)據(jù)庫訪問需要用戶對 MicrosoftADO控件以及SQL語言有較深的了解，并且需要從底層進(jìn)行復(fù)雜的編程才能實現(xiàn)。但這種工具包比較昂貴，對于很多LabVIEW用戶來講，這個價格是不可能承受的。由于數(shù)據(jù)量較大，且類別繁雜，故采用Access數(shù)據(jù)庫對數(shù)據(jù)進(jìn)行組織和管理。下圖僅展示實時數(shù)據(jù)查詢部分的前面板，另外的選項卡均可以在前面板點(diǎn)擊進(jìn)行相關(guān)操作。且有波形圖更加形象的顯示各中繼站的濃度數(shù)據(jù)波動。當(dāng)運(yùn)行程序時，展示在大家面前的只有前面板，后面板的程序框圖屬于后臺操作，在前面板我們可以看到選項卡有三個選項也即本次設(shè)計上位機(jī)需要完成的任務(wù)。工作人員可在其三個界面間進(jìn)行任意的切換?；贚abVIEW的煤礦井下瓦斯報警系統(tǒng)，采用LabVIEW中的選向卡式設(shè)計，分為實時數(shù)據(jù)查詢、歷史數(shù)據(jù)查詢及打印報表等三個子界面。這是因為LabviEW是一種數(shù)據(jù)流驅(qū)動的可實現(xiàn)多線程的編程語言，因此，它支持多循環(huán)并行執(zhí)行，這是LabVIEW的一個優(yōu)勢。其中信號采集模塊、系統(tǒng)控制模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、數(shù)據(jù)查詢模塊、歷史曲線模塊和網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊分別代表一個子循環(huán)。⑥對監(jiān)控數(shù)據(jù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳輸。②實時顯示數(shù)據(jù)采集卡采集到的瓦斯?jié)舛?；③總體控制井下瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)，并在濃度超值時啟動報警信號及啟動排風(fēng)系統(tǒng)；④通過訪問數(shù)據(jù)庫，提供對歷史濃度曲線的查詢。在許多情況下，使用虛擬儀器可以代替標(biāo)準(zhǔn)儀器。NI公司推出的虛擬儀器開發(fā)平臺軟件LabVIEW，是一種通用編程系統(tǒng)，具有各種各樣、功能強(qiáng)大的函數(shù)庫，包括數(shù)據(jù)采集、GPIB、串行儀器控制、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)顯示數(shù)據(jù)存儲及網(wǎng)絡(luò)功能。5 上位機(jī)設(shè)計 虛擬儀器及LabVIEW簡介檢測系統(tǒng)的發(fā)展過程可分為四個階段，即模擬檢測系統(tǒng)、數(shù)字化檢測系統(tǒng)、以計算機(jī)為核心的自動測試系統(tǒng)和以軟件為核心的虛擬檢測系統(tǒng)。它是最[1]簡單的網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備，連接同一個網(wǎng)絡(luò)的兩個或多個網(wǎng)段。事實上這是不可能的，因為網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)中都對信號的延遲范圍作了具體的規(guī)定，中繼器只能在此規(guī)定范圍內(nèi)進(jìn)行有效的工作，否則會引起網(wǎng)絡(luò)故障。一般情況下，中繼器的兩端連接的是相同的媒體，但有的中繼器也可以完成不同媒體的轉(zhuǎn)接工作。中繼器就是為解決這一問題而設(shè)計的。中繼器是最簡單的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備，主要完成物理層的功能，負(fù)責(zé)在兩個節(jié)點(diǎn)的物理層上按位傳遞信息，完成信號的復(fù)制、調(diào)整和放大功能，以此來延長網(wǎng)絡(luò)的長度。這樣的處理會使總線在狀態(tài)切換時，有一個穩(wěn)定的工作過程。為了可靠的工作，在485總線狀態(tài)切換時需要做適當(dāng)延時，再進(jìn)行數(shù)據(jù)的收發(fā)。其中引導(dǎo)碼是用于同步每一包數(shù)據(jù)的引導(dǎo)頭；長度碼是這一包數(shù)據(jù)的總長度；命令碼是主機(jī)對分機(jī)(或分機(jī)應(yīng)答主機(jī))的控制命令；地址碼是分機(jī)的本機(jī)地址號；“內(nèi)容”是這一包數(shù)據(jù)罩的各種信息；校驗碼是這一包數(shù)據(jù)的校驗標(biāo)志，可以采用奇偶校驗、和校驗等不同的方式。這里采用的是數(shù)據(jù)包通信方式。由于485總線是異步半雙工的通信總線，在某一個時刻，總線只可能呈現(xiàn)一種狀態(tài)。通過在485電路的A、B輸出端加接3．3K的上拉、下拉電阻RR9，即可很好地解決這個問題。如果在總線上所有發(fā)送器被禁止時．接收器輸出邏輯0，這會誤認(rèn)為通信幀的起始引起工作不正常。由于RS485芯片的特性，接收器的監(jiān)測靈敏度為177。在應(yīng)用系統(tǒng)的現(xiàn)場采集中。考慮到線路的特殊情況(如某一臺分機(jī)的485芯片被擊穿短路)，為防止總線中其它分機(jī)的通信受到影響，在MAX485的485信號輸出端串聯(lián)了兩個20Ω的電阻RR11。由于工程環(huán)境比較復(fù)雜，現(xiàn)場常有各種形式的干擾源，所以485總線的傳輸端一定要加有保護(hù)措施。電阻RR3如果選取得較大，將會使光耦的發(fā)光管由截止進(jìn)入飽和變得較慢；如果選取得過小，退出飽和也會很慢，所以這兩只電阻的數(shù)值要精心選取，不同型號的光耦及驅(qū)動電路使得這兩個電阻的數(shù)值略有差異．這一點(diǎn)在電路設(shè)計中要特別慎重，不能隨意，通?？梢杂蓪嶒瀬矶āＯ拗仆ㄐ挪ㄌ芈侍岣叩摹捌款i”，并不是現(xiàn)場的導(dǎo)線(現(xiàn)場施工一般使用5類非屏蔽的雙絞線)，而是在與單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行信號隔離的光耦電路上。由于AT89S52在復(fù)位期間，I/O口輸出高電平，“咬”總線的問題。會使整個系統(tǒng)通信崩潰。如果在此時某個MAX485的DE端電位為“1”,那么它的485總線輸出將會處于發(fā)送狀態(tài)，也就是占用了通信總線，這樣其它的分機(jī)就無法與主機(jī)進(jìn)行通信。 485通信電路原理圖MAX485 各引腳意義如下：RO：接收數(shù)據(jù)的TTL電平輸出RE：低電平有效的接收允許DE：高電平有效的發(fā)送允許DI：發(fā)送數(shù)據(jù)的TTL電平輸入A：485差分信號的正向端B：485差分信號的反向端充分考慮現(xiàn)場的復(fù)雜環(huán)境，在電路設(shè)計中注意了以下三個問題。 RS485系統(tǒng)示意圖1）硬件電路的設(shè)計在論文設(shè)計中采用AT89S52單片機(jī)自帶的異步通信口，外接MAX485芯片轉(zhuǎn)換成485總線。RS485接口的主要特點(diǎn)如下：1)平衡傳輸2)多點(diǎn)通信3)驅(qū)動器輸出電壓(帶載)≥||4)接收器輸入門限：200mV5)7V至+12V總線共模范罔6)最大輸入電流：(12Vin/7Vin)7)最大總線負(fù)載：32個單位負(fù)載(UL)8)最大傳輸速率：10Mbps9)最大電纜長度：1200m Rs485通信硬件電路設(shè)計在使用RS485總線進(jìn)行數(shù)據(jù)通信時，如果簡單地按常規(guī)方式設(shè)計電路，在實際工程中可能有以下兩個問題出現(xiàn)。RS485是一個電氣接口規(guī)范，它只規(guī)定了平衡驅(qū)動器和接收器的電特性，而沒有規(guī)定接插件傳輸電纜和通信協(xié)議。RS422定義了一種平衡通信接口將傳輸速率提高到10Mbps，傳輸距離延長到4000英尺(速率低于100kbps時)，并允許在一條平衡線上連接最多10個接收器。它所具有的噪聲抑制能力、數(shù)據(jù)傳輸速率、電纜長度及可靠性等方面是其他標(biāo)準(zhǔn)無法比擬的。通過系統(tǒng)的實驗測試，系統(tǒng)在測量精度滿足了技術(shù)指標(biāo)的要求，由于在設(shè)計上采用了較為簡化的電路，整體功耗較低。相應(yīng)的措施是：對模塊(芯片)供電進(jìn)行控制，即根據(jù)工作需要接通相應(yīng)功能模塊的電源，例如，當(dāng)要進(jìn)行氣體傳感器信號采樣時，才給精密穩(wěn)壓模塊TL43模擬開關(guān)供電，結(jié)束信號采樣時立即關(guān)斷相應(yīng)部分的電源。系統(tǒng)動態(tài)功耗正比于CPU的工作時間。對于煤礦氣體監(jiān)測系統(tǒng)，系統(tǒng)軟件主要由主程序、中斷服務(wù)程序和一系列子程序組成。當(dāng)一段時間內(nèi)，未監(jiān)測到按鍵中斷時，關(guān)閉顯示模塊，單片機(jī)重新進(jìn)入低功耗模式。此外，充分利用片內(nèi)的定時器實現(xiàn)按鍵、顯示程序所需的延時，避免使用軟件指令循環(huán)延時。由于系統(tǒng)對傳感器信號的采樣是定時進(jìn)行的，并且需要在多次采樣的基礎(chǔ)上完成，每次執(zhí)行之間間隔時間長，又因為這些操作任務(wù)可由高速運(yùn)行的微控制器瞬間完成，從而形成了單片機(jī)在有效運(yùn)行后，長期處于無謂等待狀態(tài)。如幾個任務(wù)都需顯示，可把顯示驅(qū)動程序化為一個任務(wù)，其它任務(wù)執(zhí)行結(jié)束后將顯示任務(wù)置就緒態(tài)。任務(wù)劃分是系統(tǒng)實現(xiàn)的關(guān)鍵。任務(wù)調(diào)度程序采用循環(huán)執(zhí)行方式，每次最多只執(zhí)行一個任務(wù)。各任務(wù)按優(yōu)先級順序排列，定義一字節(jié)整數(shù)N描述任務(wù)的幾種狀態(tài)。在低功耗單片機(jī)系統(tǒng)中，實時多任務(wù)操作系統(tǒng)的實現(xiàn)方式主要取決于系統(tǒng)的硬件資源和編程時的編譯工具。因此只要任務(wù)長度設(shè)計合理便可解決低功耗單片機(jī)的低工作頻率與系統(tǒng)快速處理間的矛盾，最大限度滿足低功耗和實時性的要求。采用層次結(jié)構(gòu)的單片機(jī)系統(tǒng)?？刂瞥绦蛭挥谏蠈樱瓿扇蝿?wù)管理、任務(wù)調(diào)度及任務(wù)間通訊等功能：應(yīng)用程序位于下層，一般按所完成的操作或功能分成獨(dú)立的且可并行的多個任務(wù)，由控制程序調(diào)度運(yùn)行。必要時才有輸出控制，按同定順序及次數(shù)執(zhí)行各功能模塊，將增加CPU的動態(tài)工作時間，降低資源的利用率。在一個循環(huán)中各功能模塊依次得到執(zhí)行，主程序可被中斷中止，待中斷程序執(zhí)行完畢后再返回到斷點(diǎn)順序執(zhí)行。常規(guī)單片機(jī)軟件結(jié)構(gòu)和實時多任務(wù)程序結(jié)構(gòu)一般采用順序程序設(shè)計方法，由主程序加中斷處理程序組成，一般為一個循環(huán)程序。冒號是串行通訊的起止碼，是數(shù)據(jù)傳輸開始標(biāo)志；回車換行是串行通訊的停止碼，是數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束標(biāo)志。通信的接口設(shè)置和數(shù)據(jù)命令格式見第五章。UART接口支持兩種不同的串行協(xié)議：通用異步協(xié)議(UART協(xié)議)和同步協(xié)議(SPI協(xié)議)。