【正文】 oid SetInputMode（ long nNewValue）； //設(shè)置輸入緩存區(qū)中讀取數(shù)據(jù)的方式 long GetInputMode（）； //獲取當(dāng)前從輸入緩存區(qū)中讀取數(shù)據(jù)的方式 該屬性的值為 0（默認(rèn)值）時(shí)，表示以文本的方式從輸入緩存區(qū)讀取數(shù)據(jù)；該屬性為 1 時(shí)，表示以二進(jìn)制方式從輸入緩存區(qū)中讀取數(shù)據(jù)。 使用如下函數(shù)來操作該屬性： void SetInputLen（ short nNewValue）； //設(shè)置輸入緩存區(qū)中一次讀出的字節(jié)數(shù) Short GetInputLen（）； //獲取當(dāng)前從輸入緩存區(qū)中一次讀出的字節(jié)數(shù) 該屬性的默認(rèn)值為 0，即讀取整個(gè)緩存區(qū)中的內(nèi)容。默認(rèn)情況下讀取緩存區(qū)里南京工程學(xué)院自動(dòng)化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 23 的全部內(nèi)容，若設(shè)置 InputLen屬性值大于 0，則讀取的字符數(shù)量由 InPutLen屬性值決定。 InPut屬性 通過操作該屬性值可以從串口通信輸入緩存區(qū)來獲取數(shù)據(jù)。使用如下兩個(gè)函數(shù)來操作該屬性； void SetPortOpen（ BOOL bNewValue）； //打開或關(guān)閉串口 BOOL GetPortOpen（）； //讀取串口狀態(tài)，即狀態(tài)為打開還是關(guān)閉 由 bNewValue決定打開還是關(guān)閉串口，為 FLASH時(shí)為關(guān)閉 串口。 //將串口 波 特率設(shè)置為9600bps，無校驗(yàn)， 8 位數(shù)據(jù)位， 1 位停止位。 Settings 屬性 該屬性用于設(shè)置并返回?cái)?shù)據(jù)傳輸速率、奇偶校驗(yàn)、數(shù)據(jù)比特 、停止比特參數(shù)。 //返回正在使用的串口編號(hào) nNewValue可以設(shè)置成從 1~16 的任何數(shù) (默認(rèn)值為 1),對(duì)應(yīng)使用的串口號(hào)為COM1~ PortOpen 屬性打開一個(gè)并不存在的端口時(shí)， MSComm 控件會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤 68(設(shè)備無效）。使用如下兩個(gè)函數(shù)來操作該屬性： Void SetCommport(short nNewValue)。 CommPort 屬性 通過設(shè)置該屬性值，可以決定串口通信使用的串口編號(hào)。 在使用串口對(duì)象之前，首先要了解一下控件的一些屬性。當(dāng)讀屬性時(shí)，可以讀出該屬性的當(dāng)前設(shè)置值。 MSComm控件的大部分控件屬性是可讀可寫的。通過這個(gè)橋梁，使得開發(fā)串口通信程序的工作變得簡單容易。 MSComm 控件簡介 MSComm 通信控件 是微軟公司開發(fā)的專門用于串行通信的控件。利用已有的 AxtiveX 控件，只需要編寫少量的代碼，就可以輕松高效地完成任務(wù)。雖然在 Windows 下 Win32API 提供了使用文件操作方式的函數(shù)進(jìn)行串口操作的方法，但是在編程實(shí)現(xiàn)上還是比較復(fù)雜。 目前 Win32 中基于 VC + + 6. 0 的常用串口通信程序一般可以用兩種方法實(shí)現(xiàn) : ①利用 MSComm ActiveX 串行通信控件 。 VC++是新一代面向?qū)ο蟮目梢暬_發(fā)工具，提供了良好的界面設(shè)計(jì)能力，在 PC 機(jī)的串口通信方面有很強(qiáng)的功能。 南京工程學(xué)院自動(dòng)化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 20 第三章 上位軟件的具體設(shè)計(jì) 軟件總體流程圖 圖 軟件運(yùn)行的總體流程圖接收下位機(jī)信息 開始 設(shè)置串口 并打開串口 接收請(qǐng)求消息 結(jié)束 N 接收數(shù)據(jù)，顯示并繪圖 **START？ 顯示設(shè)備號(hào) 準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù) Y END? Y N 南京工程學(xué)院自動(dòng)化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 21 串口通信的實(shí)現(xiàn) 隨著計(jì)算機(jī)的普及，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和多微機(jī)系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，盡管當(dāng)今 USB 通信技術(shù)和以太網(wǎng)技術(shù)快速發(fā)展，然而串口通信技術(shù)始終以其連接簡便，價(jià)格低廉，穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)，在計(jì)算機(jī)通信領(lǐng)域占有一席之地。 第三小結(jié)主要講解了本次軟件設(shè)計(jì)的思路及實(shí)現(xiàn)方法，簡單介紹了 C++用于編寫上位機(jī)軟件的優(yōu)勢(shì)。通過分析找到了適合本次課題的軟件設(shè)計(jì)方法，即模塊化程序設(shè)計(jì)。本次課題中的拉力試驗(yàn)機(jī)系統(tǒng)運(yùn)用的 Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是一種相比于 wifi和藍(lán)牙等一些常見的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)更有競爭力的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。 近年來，隨著無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的日益發(fā)展，無線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用越來越被各行各業(yè)所 接受 。確定了本次上位機(jī)軟件軟件開發(fā)流程步驟如圖 。使用 C++語言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)可以獲得可重用性、可靠性、連續(xù)性、訪問控制、繼承性以及多態(tài)性等優(yōu)勢(shì)。 編程語言的選擇 本系統(tǒng)的 PC端 軟件采用 C++作為開發(fā)語言。第三步： 軟件對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并在人機(jī)界面繪圖框里繪制拉力曲線圖 。 第二步： 打開串口，開始接收數(shù)據(jù)。 南京工程學(xué)院自動(dòng)化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 18 設(shè)計(jì)的思路及實(shí)現(xiàn)的方法 總體設(shè)計(jì)概述 本 軟件主要完成對(duì)多 臺(tái)拉 力試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集 ， 繪出拉力曲線圖，被對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)。 （ 4）附加功能模塊 附加功能模塊包括， 翻看以前的數(shù)據(jù) 、清空 接收區(qū) 、 關(guān)閉程序 、 停止顯示 等功能 。 顯示模塊提供給用戶一個(gè)比較友好的界面，讓數(shù)據(jù) 更加生動(dòng)直觀的顯示出來 ,同時(shí)數(shù)據(jù)將被保存在一個(gè) .TXT文檔中 。 （ 2）存儲(chǔ) 顯示模塊 設(shè)置完串口參數(shù)后，下位機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)經(jīng)串口傳送給 PC軟件 。 如圖 圖 程序模塊結(jié)構(gòu)劃分圖 （ 1） 通信 模塊 PC機(jī)和下位機(jī)通訊時(shí)，需要設(shè)置串口端口號(hào)，串口波特率等參數(shù)。模塊化結(jié)構(gòu)的程序的共同點(diǎn)是 : (l)必須有也只能有一個(gè)主控程序模塊 ； (2)程序模塊具有獨(dú)立性，主控程序可以直接或間接的調(diào)用其余的模塊 ； (3)程序模塊 (主控程序模塊 )之間也存在調(diào)用與被調(diào)用的關(guān)系 ； (4)任何一個(gè)程序模塊調(diào)用另一個(gè)程序模塊被調(diào)用的程序模塊執(zhí)行完畢后 ， 必須返回其調(diào)用程序的下一個(gè)執(zhí)行點(diǎn) ； (5)從主控程序開始，在其 內(nèi)終止。各種高級(jí)語言在進(jìn)行模塊化程序設(shè)計(jì)時(shí)，雖然解決問題所采取的方式 、方法有所不同，但所要達(dá)到的目的卻是一致的，而且在其模塊的定義、調(diào)用方式、參數(shù)傳遞等等方面，其實(shí)質(zhì)性的問題也是一致的。這樣劃分的程序段落被稱為程序模塊。使其達(dá)到計(jì)算機(jī)可以重復(fù)執(zhí)行，而設(shè)計(jì)人員又不必重復(fù)去編寫的目的。 在軟件設(shè)計(jì)過程中，當(dāng)用計(jì)算機(jī)高級(jí)語言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)于完成大規(guī)模的程序設(shè)計(jì)，往往按其問題的需要，將程序劃分成若干段去編寫。 模塊化程序設(shè)計(jì) 一個(gè)系統(tǒng)是否能夠正常地運(yùn)行，不但取決于硬件設(shè)計(jì)的合理性和可靠性，同時(shí)還要看系統(tǒng)的軟件能否可靠的運(yùn)行，軟件功能是否能夠滿足用戶的需求。 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)是控制軟件的重要組成部分，一般的工業(yè)控制軟件會(huì)將數(shù)據(jù)導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫，這樣有利于數(shù)據(jù)的安全性和可靠性。 數(shù)據(jù)顯示 一般 用編輯框?qū)崿F(xiàn)，將試驗(yàn)的內(nèi)容以數(shù)據(jù)的形式顯示出來有利 于保證數(shù)據(jù)的真實(shí)性和準(zhǔn)確性，防止由于人為 的種種原因 造成數(shù)據(jù)錯(cuò)誤。 工業(yè)圖形的繪制通常是以坐標(biāo)系的形式動(dòng)態(tài)地顯示圖形的變化 ，并且操作面板符合操作人員的習(xí)慣。本 軟件 對(duì)人機(jī)界面的需求是界面友好，易于操作。要求則是能完成數(shù)據(jù)的接收，并且可以在界面上修改串口傳輸?shù)膮?shù)。 串口 通 信 作為一種基本而又靈活方便的通信方式 ,它被廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制與自動(dòng)控制中 ,它不僅沒有因?yàn)闀r(shí)代的進(jìn)步而遭淘汰 ,反而在規(guī)格上越來越完善 ,應(yīng)用也越來越廣泛。本人畢業(yè)設(shè)計(jì)所要完成的工作就是對(duì)拉力試驗(yàn)機(jī) PC 端軟件的設(shè)計(jì)。無線接收模塊通過 USB 接口將得到的數(shù)據(jù)傳送給數(shù)據(jù)處理模塊，再由數(shù)據(jù)處理模塊對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行一系列的處理，并通過串口將數(shù)據(jù)上傳到PC 端，通過 PC 端的拉力試驗(yàn)監(jiān)控軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)多臺(tái)拉力試驗(yàn)機(jī)數(shù)據(jù)的顯示，繪圖，保存等一系列的處理。下圖 Zigbee 無線網(wǎng)絡(luò)模塊。 ZigBee數(shù)傳模塊類似于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò) 基站 。 ZigBee 提供了三級(jí)安全模式，包括無安全設(shè)定、使用訪問控制清單 (Access Control List, ACL) 防止非法獲取數(shù)據(jù)以及采用高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn) (AES 128)的對(duì)稱密碼，以靈活確定其安全屬性。 ZigBee 可采用星狀、片狀和網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，由一個(gè)主節(jié)點(diǎn)管理若干 子節(jié)點(diǎn)，最多一個(gè)主節(jié)點(diǎn)可管理 254個(gè)子節(jié)點(diǎn)；同時(shí)主節(jié)點(diǎn)還可由上一層網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)管理，最多可組成 65000 個(gè)節(jié)點(diǎn)的大網(wǎng)。相比較，藍(lán)牙需要 3～ 10s、 WiFi 需要 3 s。 ⑤短時(shí)延。這指的是相鄰節(jié)點(diǎn)間的距離。 ④近距離。 ③低速率。通過大幅簡化協(xié)議 (不到藍(lán)牙的 1/10)，降低了對(duì)通信控制器的要求，按預(yù)測分析，以 8051的 8位微控制器測算，全功能的主節(jié)點(diǎn)需要 32KB 代碼，子功能節(jié)點(diǎn)少至 4KB 代碼，而且 ZigBee 免協(xié)議專利費(fèi)。相比較 ， 藍(lán)牙能工作數(shù)周、 WiFi 只 可工作數(shù)小時(shí)。在低耗電待機(jī)模式下， 2節(jié) 5號(hào)干電池可支持 1個(gè)節(jié)點(diǎn)工作 6～ 24個(gè)月，甚至更長。 下圖為 Zigbee 的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)圖（圖 ）。與 移動(dòng)通信 的 CDMA 網(wǎng)或 GSM網(wǎng)不同的是， ZigBee 網(wǎng)絡(luò)主要是為工業(yè)現(xiàn)場自動(dòng)化控制數(shù)據(jù)傳輸而建立，而移動(dòng)通信網(wǎng)主要是為語音通信而建立，每個(gè)基站 價(jià)值一般都在百萬元人民幣以上，而每個(gè) ZigBee“基站”卻不到 1000元人民幣。 Zigbee 簡介 Zigbee 是基于 協(xié)議 。 第四章是軟件功能的實(shí)現(xiàn)和調(diào)試，介紹了幾種常用的調(diào)試方法，用圖片的方南京工程學(xué)院自動(dòng)化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 12 式詳細(xì)給出了軟件調(diào)試的過程和結(jié)果； 第五章總結(jié)了全文的研究工作。全文共分為五章，各章的主要內(nèi)容如下： 第一章扼要地介紹了拉力試驗(yàn)機(jī)的 工業(yè)概念和它在國內(nèi)外的發(fā)展 、基本工作原理以及 本課題的研 究意義和目的 ； 第二章介紹了拉力測試系統(tǒng)的無線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，分析了用戶需求并提出了用模塊化程序設(shè)計(jì)完成此次的軟件設(shè)計(jì)。我國的試驗(yàn)機(jī)從功能性、適用性等方面都緊隨國外試驗(yàn)機(jī)行業(yè)，如新三思集團(tuán)公司前兩年推出的 試驗(yàn)軟件，功能更強(qiáng)大、操作更人性化，獲得了國內(nèi)廣大用戶的一致好評(píng)?？傮w來說，各有千秋，有的功能簡單但操作方便，有的功能強(qiáng)大但操作復(fù)雜。 它們 生產(chǎn)著幾百種規(guī)格、型號(hào)的試驗(yàn)機(jī)產(chǎn)品，有的試驗(yàn)機(jī)產(chǎn)品已出口到國外，遠(yuǎn)銷到亞洲和歐美市場。 試驗(yàn)機(jī)行業(yè)在我國已有五十多年的發(fā)展史，其發(fā)源地在我國的東北吉林省長春市。 國內(nèi)的發(fā)展現(xiàn)狀 我國的國防科技工業(yè)和其它部門的科研院所不能直接進(jìn)口某些關(guān)鍵材料試驗(yàn)的儀器設(shè)備。比較 有代表性的是美國的英斯特朗 (Instron)公司，德國的茨維克 (Zwiek)公司、德國申克 (Schenck)公司和美國的 MTS 公司等。比較有代表性的是德國，美國，以及日本等一些企業(yè)。 目 前， 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及，計(jì)算機(jī)硬件成本的降低和計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的發(fā)展，利用 PC機(jī)實(shí)現(xiàn)較高性能的拉力試驗(yàn)控制系統(tǒng)成為發(fā)展的方向。本系統(tǒng)相比普通拉力試驗(yàn)機(jī)能很好實(shí)現(xiàn)基本功能以外，還具有以下的特點(diǎn)： 原始拉伸過程的再現(xiàn) ： 由于在拉伸過程中存儲(chǔ)了 6000多個(gè)原始拉伸采樣點(diǎn) , 從而可實(shí)現(xiàn)拉伸過程的再現(xiàn) , 為日后的科研研究提供物質(zhì)基礎(chǔ) 。 一臺(tái)基于 STD總線微機(jī)控制的拉力試驗(yàn)機(jī)的原理如下： 由力傳感器和位移傳感器把拉伸試驗(yàn)過程中采集到的電信號(hào)傳到 STD總線工業(yè)控制機(jī)的前置放大電路 , 經(jīng)前置放大電路一級(jí)放大之后 , 傳送到模 /數(shù)轉(zhuǎn)換器 , 南京工程學(xué)院自動(dòng)化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 10 經(jīng)過模擬量向數(shù)字量的轉(zhuǎn)換 , 電信 號(hào)轉(zhuǎn)變成數(shù)據(jù) , 同時(shí)又被二級(jí)放大 , 再經(jīng)由RS232C串行接口 , 傳入計(jì)算機(jī) , 實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)的自動(dòng)控制。伴隨現(xiàn)場總線的問世，過程測控儀表發(fā)展歷程出現(xiàn)了重大轉(zhuǎn)折和難得機(jī)遇 。通 過計(jì)算機(jī)軟件 控制試驗(yàn) 的 過程、存儲(chǔ)試驗(yàn)數(shù)據(jù)， 繪制拉力曲線圖 ，達(dá) 到其 增強(qiáng)數(shù)據(jù)處理 的能力 ，為試驗(yàn)人員提供高效精確的試驗(yàn)監(jiān)控系統(tǒng)，減輕試驗(yàn)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，縮短試驗(yàn)周期的目的，使拉力試驗(yàn)滿足工作的需求。在試驗(yàn)結(jié)束后，還可以由計(jì)算機(jī)處理試驗(yàn)數(shù)據(jù) 繪制拉力曲線圖 ，并 將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)， 試驗(yàn)人員可以調(diào)出以前的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，以供研究，還可以根據(jù)研究的需要，編制相應(yīng)程序， 對(duì)有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理 ， 在計(jì)算機(jī)的協(xié)助下，快速準(zhǔn)確的得到試驗(yàn)結(jié)果。 因此， 開發(fā)拉力試驗(yàn)機(jī) PC 端軟件的 意義 主要體現(xiàn)在 以下 兩 方面 : 拉力試驗(yàn)機(jī)計(jì) PC 端軟件 可 以 充 分發(fā)揮最新計(jì)算機(jī)產(chǎn)品所帶來的海量的存儲(chǔ)空間、快速的 CPU 運(yùn)算速度所帶來的性能優(yōu)勢(shì)，進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，完成高速率的運(yùn)算處理，最大限度地保證了系統(tǒng)擁有高性能的硬件基礎(chǔ)。其次，隨著計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，硬件產(chǎn)品的成本逐年下降，所以可以以較小的造價(jià)實(shí)現(xiàn)更為全面的功能，能夠完成復(fù)雜試驗(yàn)過程的控制系統(tǒng) 。 南京工程學(xué)院自動(dòng)化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 9 本次選題的意義 由計(jì)算機(jī)參與的 控制系統(tǒng)是一種軟件和硬件相結(jié)合的控制系統(tǒng)，其優(yōu)勢(shì)相對(duì)于傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)而言，是相當(dāng)明顯的。因