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專拉力試驗(yàn)機(jī)無線網(wǎng)絡(luò)的pc軟件設(shè)計(jì)_畢業(yè)設(shè)計(jì)論文-文庫吧資料

2024-08-19 21:50本頁面
  

【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?jī)?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(jiǎn)單容易。 MSComm 控件簡(jiǎn)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(jiǎn)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(jiǎn)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(jìng)爭(zhēng)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(jiǎn)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(cè)分析,以 8051的 8位微控制器測(cè)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(zhǎng)。 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(chǎng)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(jiǎn)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(guó)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(cè)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(guó)的試驗(yàn)機(jī)從功能性、適用性等方面都緊隨國(guó)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(guó)內(nèi)廣大用戶的一致好評(píng)。總體來說,各有千秋,有的功能簡(jiǎn)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(guó)外,遠(yuǎn)銷到亞洲和歐美市場(chǎng)。 試驗(yàn)機(jī)行業(yè)在我國(guó)已有五十多年的發(fā)展史,其發(fā)源地在我國(guó)的東北吉林省長(zhǎng)春市。 國(guó)內(nèi)的發(fā)展現(xiàn)狀 我國(guó)的國(guó)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(guó)的英斯特朗 (Instron)公司,德國(guó)的茨維克 (Zwiek)公司、德國(guó)申克 (Schenck)公司和美國(guó)的 MTS 公司等。比較有代表性的是德國(guó),美國(guó),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(chǎng)總線的問世,過程測(cè)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
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