摘 要：溫度作為一項(xiàng)重要的物理參數(shù)，廣泛應(yīng)用于海洋氣象、水文、漁業(yè)、電力及各種工業(yè)控制領(lǐng)域。該后臺軟件旨在Wingdows XP操作系統(tǒng)下，以C++Builder這種高效開發(fā)環(huán)境為平臺，通過ADO方式連接后端 Microsoft Access 2003數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)集RS 232串口測溫系統(tǒng)中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、實(shí)時(shí)曲線繪制與數(shù)據(jù)庫管理于一體的后臺軟件的快速、高效開發(fā)。實(shí)際運(yùn)行表明，該后臺軟件以實(shí)時(shí)曲線繪制的方式形象、直觀的顯示了采集的溫度數(shù)據(jù)，運(yùn)行良好。

關(guān)鍵詞：RS 232串口;實(shí)時(shí)曲線;C++Builder;ADO

中圖分類號：TP311文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1004-373X(2008)24-067-04

Software for Temperature Acquisition System Based on C++Builder

WANG Zhaowei，F(xiàn)AN Hanbai

(North China Electric Power University，Baoding，071003，China)

Abstract：Temperature as an important physics parameter is extensive applied in many fields.This software is designed in Windows XP system based on C++Builder，it connects Microsoft Access2003 by ADO，establishes a communication between PC and slave computer throungh RS 232.realizes a rapid，efficient way to develop a software，which integerates real-time data′s effective aqcuisition，database management and the curve drawing.It is applied to a temperature acquisition system.It prves thatthe real-time data in a visual and intuition way to the operaters.Practical runs well.

Keywords：RS 232 serials port;real-time curve;C++Builder;ADO

隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展，通信技術(shù)已經(jīng)日趨成熟，其在探測領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，相較

于探測結(jié)果的原始數(shù)據(jù)顯示，經(jīng)過后臺處理后形成的曲線給人更直觀的印象，而便捷的數(shù)據(jù)庫管理賦予數(shù)據(jù)更大的科學(xué)性和使用價(jià)值。因此制作集數(shù)據(jù)的接收、擬合、曲線繪制和數(shù)據(jù)庫管理的后臺軟件成為需要。在C++Builder環(huán)境下針對一款測溫系統(tǒng)進(jìn)行后臺軟件設(shè)計(jì)。溫度作為一項(xiàng)重要的物理參數(shù)，對其的測量應(yīng)用范圍很廣。而本系統(tǒng)的RS 232與PC的通信模式，只要對通信協(xié)議部分的代碼稍做修改，即可應(yīng)用到其他的以串口測溫的系統(tǒng)，具有一定的通用性。

1 系統(tǒng)概述

該后臺軟件在Windows XP操作系統(tǒng)下以C++ Builder為開發(fā)平臺，通過ADO方式連接后端Microsoft Access2003數(shù)據(jù)庫，應(yīng)用于測溫系統(tǒng)中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與處理。如圖1所示，其主要包含與下位機(jī)通信、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理、歷史數(shù)據(jù)查詢和報(bào)表打印4大部分。后臺軟件以RS 232方式與下位機(jī)進(jìn)行通信。對接收數(shù)據(jù)的進(jìn)行溫度擬合和溫度曲線繪制后可在每次測溫結(jié)束后自動將所有數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)庫中。操作人員可以通過精確與模糊2種方式對歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢，并根據(jù)需要生成報(bào)表，進(jìn)行打印。

2 PC機(jī)與RS 232的串口通信

2.1 串口控件的安裝

采用www.cppfans.com網(wǎng)站針對C++Builder開發(fā)的開源免費(fèi)VCL控件VICTOR與下位機(jī)的RS 232的通信， 因?yàn)槭轻槍++Builder開發(fā)的所以安裝與其他VCL一樣，十分方便。安裝步驟如下：

(1) 打開project/option/packages/Add/Browse 選項(xiàng)卡， 選擇VICTOR/VCL目錄下的yb_base_c6.bpl和 yb_comm_c6.bpl文件，確定；

(2) 打開project/(Directories/Conditionals)選項(xiàng)卡，在Include Path 和Library Path項(xiàng)目中，分點(diǎn)擊右方的省略號，選擇VICTOR/VCL，確定；

(3) 在我的電腦→屬性→高級→環(huán)境變量→系統(tǒng)變量的Path中填加包含 *.bpl 文件的文件夾，注意與之前已存在的其他文件夾以分號分隔。

通過以上操作，此時(shí)VICTOR空間已經(jīng)出現(xiàn)在控制面板中。

2.2 串口數(shù)據(jù)的初始化

在添加了VICTOR控件后，采集工作之前還要對串口進(jìn)行必要的初始化的工作。初始化工作實(shí)質(zhì)上就是要在計(jì)算機(jī)和數(shù)據(jù)終端間建立起一個共同遵守的協(xié)議，以使兩者在接收和發(fā)送數(shù)據(jù)上保持協(xié)調(diào)一致。比如在初始化工作中有一項(xiàng)為關(guān)于數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟ㄌ芈试O(shè)置，在這項(xiàng)工作中，計(jì)算機(jī)作為接收數(shù)據(jù)端，它接收數(shù)據(jù)的速度應(yīng)與數(shù)據(jù)終端傳送數(shù)據(jù)的速度一致。如果設(shè)置不一致，就會造成數(shù)據(jù)的丟失等異常情況。不同于其他控件，VICTOR提供了串口初始化的窗口，只需在事件中添加語句就可以彈出初始化窗口(如圖2所示)。無需自己編寫額外代碼。

YbCommDevice1->SettingsDialog(this，true);//顯示串口初始化窗口

2.3 串口數(shù)據(jù)讀入

當(dāng)數(shù)據(jù)采集裝置在串口被打開后，會自動將采集得到的數(shù)據(jù)送入計(jì)算機(jī)。本后臺軟件采取事件驅(qū)動方式，事件驅(qū)動方式相當(dāng)于一般程序設(shè)計(jì)中的中斷方式。

當(dāng)串口發(fā)生事件或錯誤時(shí)，VICTOR控件就會產(chǎn)生YbCommDevice1CommNotify事件，用戶程序可以捕獲該事件并進(jìn)行相應(yīng)處理。此后臺軟件與下位機(jī)的通信協(xié)議較簡單，1條數(shù)據(jù)包含6個字節(jié)。以EB90為報(bào)頭，第3，4個字節(jié)為發(fā)送數(shù)據(jù)的序列號，第5，6個字節(jié)為采集的電壓值。后臺軟件根據(jù)此協(xié)議提取數(shù)據(jù)即可。

其讀入方式如下：

YbCommDevice1->Active = true;//打開串口

unsigned charinQue［8192］;//輸入緩存

YbCommDevice1->Read(inQue，8192);//放入緩沖區(qū)

…//數(shù)據(jù)提取代碼

3 溫度曲線繪制

3.1 實(shí)時(shí)溫度曲線的繪制

由于C++Builder自帶的Tchart控件功能十分強(qiáng)大，因此曲線的繪制十分簡單，且控件本身可以實(shí)現(xiàn)曲線的局部放大和縮小，無需額外代碼，大大加快了軟件的開發(fā)時(shí)間。在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理過程中只需在YbCommDevice1CommNotify事件中添加如下代碼即可。

Form1→Series1→AddXY(Xvalue，Yvalue，String（Yvalue），clRed);

該語句的作用是在Tchart中添加一條紅色的曲線，并以Yvalue的值來標(biāo)定點(diǎn)，如圖3所示。

3.2 歷史溫度曲線的繪制

歷史數(shù)據(jù)的顯示同樣使用Tchart控件，與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)曲線繪制不同的是，數(shù)據(jù)的添加不再依靠YbCommDevice1CommNotify事件，而是從數(shù)據(jù)的存儲文件中讀取數(shù)據(jù)放入一自定義的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，利用該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)將數(shù)據(jù)添加到Tchart中，其效果與圖2相同，只是為了加以區(qū)別 ，歷史曲線的顯示顏色設(shè)置為了綠色。代碼實(shí)現(xiàn)片斷如下：

typedef struct {

float nIndex;

float fValue;

}tagTData;

tagTData TD［20000］;

…//讀取文件數(shù)據(jù) 存入結(jié)構(gòu)體數(shù)組

for(int i=0; i<文件中數(shù)據(jù)個數(shù); i++)

{

Form1->Series1->AddXY(nIndex，fValue，String(fValue )，clGreen);

}

4 數(shù)據(jù)庫的操作

4.1 與加密的Access2003數(shù)據(jù)庫的連接

基于一定安全性的考量，Access2003設(shè)有密碼，當(dāng)操作人員不具備操作權(quán)限或企圖直接操作.mdb文件時(shí)會要求其輸入密碼。而對于具有操作權(quán)限的人員，數(shù)據(jù)庫的密碼是透明的。在需要ADOQuery（ADOTable的實(shí)現(xiàn)方式也是這樣）控件的窗體的構(gòu)造函數(shù)中添加如下的代碼即可：

__fastcall TForm1::Tform1(TComponent* Owner)

: TForm(Owner)

{

ADOQuery->ConnectionSring=\"Provider=Microsoft.Jet.OLEDB.4.0;Data Source=BDAdata.mdb:Persist Security Info=False;Jet OLEDB:Database Password=123\";

ADOQuery->Active = true;

}

其中BDAdata.mdb為所要連接的數(shù)據(jù)庫名稱， 123為此數(shù)據(jù)庫的密碼。數(shù)據(jù)庫的名稱并沒有使用絕對路徑，這樣做的目的是，只要保證數(shù)據(jù)庫文件放在應(yīng)用程序所在的文件夾即可成功連接，提高了程序的可移植性。

4.2 數(shù)據(jù)庫的刪除、查詢的實(shí)現(xiàn)

4.2.1 數(shù)據(jù)庫的刪除

考慮到測溫系統(tǒng)實(shí)時(shí)性和數(shù)據(jù)2大的特點(diǎn)，采集的測量數(shù)據(jù)并未放入數(shù)據(jù)庫中，而是以二進(jìn)制的方式，用以測量時(shí)間為文件名存入位于應(yīng)用程序所在目錄的Data文件夾中，這樣只需在數(shù)據(jù)庫中記錄文件的名稱，即可在查詢時(shí)方便的還原為絕對路徑，提高了程序的可移植性。數(shù)據(jù)庫文件中只包含1個表，記錄試驗(yàn)時(shí)間、操作人員、備注以及前面提到的記錄文件名稱。因此相應(yīng)的刪除、修改、查詢實(shí)現(xiàn)起來十分簡單，只需最基本的SQL指令即可實(shí)現(xiàn)。惟一的難點(diǎn)在于將數(shù)據(jù)庫中記錄的刪除、修改，生效于其指向的二進(jìn)制文件。下面僅以數(shù)據(jù)的刪除為例，說明其實(shí)現(xiàn)方法：

//1。根據(jù)數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)記錄獲得數(shù)據(jù)文件的存放路徑

String FileName;

FileName=DBGrid1->DataSource->DataSet->Field-

Values［\"sy_record\"］;

FileName=ExtractFilePath(Application->ExeName)+FileName;

//2。確認(rèn)是否刪除

if(MessageBox(Handle，(\"真的要刪\"+FileName+文件嗎？\").c_str()，\"刪除確認(rèn)\"，

MB_OKCANCEL|MB_ICONWARNING)==IDOK)

{

DeleteFile(FileName.c_str()) ;

}

//3。刪除數(shù)據(jù)庫中紀(jì)錄

qq->Delete();

4.2.2 數(shù)據(jù)庫的查詢

查詢的部分提供了任意字段的精確查詢與任意字段的模糊查詢2種方式，如圖4所示。以一個CheckBox在2種模式間進(jìn)行切換，當(dāng)CheckBox的狀態(tài)為True時(shí)。進(jìn)行任意字段的模糊與時(shí)間段查詢。反之，則實(shí)現(xiàn)任意字段的精確查詢，下面給出任意字段模糊查詢的SQL語句生成片斷：

mysql=\"select * from sytable where 1=1 \";

if(CheckBox1->Checked ) //任意字段模糊查詢

{

if (czshj1->Text !=\"\"czshj2->Text!=\"\")

{

mysql=mysql+\" and sy_time between #\" +czshj1->Text +\" 00::00::00# and #\"+czshj2->Text +\" 23::59::59#\";

}

if (czyy->Text !=\"\")

{

mysql=mysql+\" and sy_name like \" + \"'%\"+ Edit1->Text +\"%'\";

}

…//以同樣方式加入其他的查詢單項(xiàng)

}

這部分需要注意的是，在C++Builder中進(jìn)行時(shí)間查詢時(shí)，時(shí)、分、秒之間是以“：：”分隔，而不是標(biāo)準(zhǔn)SQL語言中的 “：”。

5 報(bào)表的生成

除測量人員和測量說明等少數(shù)數(shù)據(jù)庫信息，溫度測量值與測量序列號都以二進(jìn)制方式存儲在文件中。因此常用的數(shù)據(jù)庫報(bào)表控件FastReport并不適合用于生成該系統(tǒng)的報(bào)表。加之客戶要求生成TXT格式的報(bào)表。最終該系統(tǒng)決定運(yùn)用TMemo的SaveToFile屬性來實(shí)現(xiàn)報(bào)表的生成。在生成報(bào)表的窗體中添加一個Memo，將其Visible屬性設(shè)置為1，將需要生成報(bào)表的信息利用Tmemo中Lines 屬性的Add()方法添加到Memo中。信息輸入完畢后調(diào)用SaveToFile方法即可在制定的文件夾生成TXT文件。其關(guān)鍵實(shí)現(xiàn)代碼如下：

Memo2->Clear() ;

Memo2->Lines->Add(\"http://這是測溫系統(tǒng)的數(shù)據(jù)報(bào)表\");

Memo2->Lines->Add(\"http://********\");

Memo2->Lines->Add(//測量名稱：\" + clmch) ;

… //添加修要聲稱報(bào)表的文件

Memo2->Lines->SaveToFile(ExtractFilePath(Application->ExeName)+\"Report//\"+str);

ShellExecute(Sender，\"open\"，str.c_str() ，NULL，

NULL，SW_SHOW);

其中的clmch和str 分別為存儲數(shù)據(jù)庫中讀出的測量名稱和文件名稱的變量。ShellExecute()用來顯示生成的報(bào)表。經(jīng)實(shí)際應(yīng)用，生成含兩萬溫度值的報(bào)表時(shí)間不超過秒。其完全合乎需要，且十分方簡單，易于更改以應(yīng)對不同需求。

6 結(jié) 語

由于篇幅所限，該文章并未給出測溫系統(tǒng)的詳細(xì)實(shí)現(xiàn)過程，只針對開發(fā)過程中遇到的一些不同于其他系統(tǒng)的地方做了描述，并給出了代碼片斷。C++Builder是一種方便、高效的開發(fā)環(huán)境。其出色的窗體開發(fā)能力，以及豐富的VCL控件，大大縮短了系統(tǒng)的開發(fā)周期和代碼量。該測溫系統(tǒng)目前已應(yīng)用于某物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)者感到操作方便，數(shù)據(jù)處理快速準(zhǔn)確，并且和手工方式相比，本軟件極大地減低了工作量，提高了工作效率。

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作者簡介 王兆瑋 1983年出生，碩士研究生。主要研究方向?yàn)榍度胧较到y(tǒng)。

范寒柏 1963年出生，副教授。主要研究方向?yàn)榍度胧较到y(tǒng)。