馬軍霞　張　鐸　丁國(guó)強(qiáng)　熊　明

(鄭州輕工業(yè)學(xué)院軟件學(xué)院1,河南 鄭州　450002；鄭州輕工業(yè)學(xué)院電氣信息工程學(xué)院2,河南 鄭州　450002)

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WinCE系統(tǒng)流程場(chǎng)景化設(shè)計(jì)方法研究與應(yīng)用

馬軍霞1張鐸2丁國(guó)強(qiáng)2熊明2

(鄭州輕工業(yè)學(xué)院軟件學(xué)院1,河南 鄭州450002；鄭州輕工業(yè)學(xué)院電氣信息工程學(xué)院2,河南 鄭州450002)

隨著工業(yè)設(shè)備在復(fù)雜控制領(lǐng)域的不斷發(fā)展，其控制系統(tǒng)越來(lái)越龐大。為了降低系統(tǒng)設(shè)計(jì)的復(fù)雜度，針對(duì)嵌入式控制系統(tǒng)的特點(diǎn)進(jìn)行研究，提出了一種基于WinCE系統(tǒng)的流程場(chǎng)景化設(shè)計(jì)方法。該方法以應(yīng)用場(chǎng)景為基礎(chǔ)配置工作流程，通過(guò)有限狀態(tài)機(jī)和多線程技術(shù)結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)動(dòng)作機(jī)構(gòu)自動(dòng)化運(yùn)行，并將其應(yīng)用到觸摸式工業(yè)分析儀控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中。研究結(jié)果表明，該方法具有業(yè)務(wù)集中、結(jié)構(gòu)松耦合、代碼復(fù)用效率高的優(yōu)點(diǎn)，適用于嵌入式控制系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。

嵌入式控制系統(tǒng)WinCE系統(tǒng)流程場(chǎng)景化有限狀態(tài)機(jī)多線程技術(shù)工業(yè)分析儀線性回歸修正自動(dòng)化

Linear regression correctionAutomation

0　引言

近年來(lái)，嵌入式系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用，但是其設(shè)計(jì)方法仍然相對(duì)滯后。由于嵌入式設(shè)備往往針對(duì)某一類應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行單獨(dú)的設(shè)計(jì)和定制，其設(shè)計(jì)思路和方法不能用于其他設(shè)備，將導(dǎo)致應(yīng)用場(chǎng)合受到限制[1-2]。本文參考了企業(yè)管理信息系統(tǒng)中業(yè)務(wù)流程管理和流程自動(dòng)化的方法[3-5]，結(jié)合嵌入式設(shè)備軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，對(duì)工業(yè)分析儀控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并從中提煉出流程場(chǎng)景化的設(shè)計(jì)方法。該方法適用于基于微軟公司嵌入式、移動(dòng)計(jì)算平臺(tái)基礎(chǔ)(windows embedded compact,WinCE)的嵌入式控制系統(tǒng)，并以業(yè)務(wù)集中、結(jié)構(gòu)松耦合的特點(diǎn)，為程序設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)和維護(hù)升級(jí)提供了便利。

流程場(chǎng)景化設(shè)計(jì)是將系統(tǒng)工作流程與業(yè)務(wù)場(chǎng)景相結(jié)合的一種設(shè)計(jì)方法。通過(guò)對(duì)任務(wù)需求進(jìn)行分析，把整個(gè)系統(tǒng)劃分為多個(gè)功能模塊，分別實(shí)現(xiàn)不同的功能。在每個(gè)工作場(chǎng)景下，對(duì)各自需要的功能模塊進(jìn)行組合，最后根據(jù)工作流程將這些場(chǎng)景組合起來(lái)，構(gòu)成一個(gè)完整的處理過(guò)程。這就是流程場(chǎng)景化設(shè)計(jì)的總體思想，這種方法設(shè)計(jì)的程序具有業(yè)務(wù)集中、結(jié)構(gòu)松耦合的特點(diǎn)。

流程場(chǎng)景化設(shè)計(jì)方法主要應(yīng)用在嵌入式控制系統(tǒng)中，可以明顯減少代碼數(shù)量，提高代碼復(fù)用率。在實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，通過(guò)有限狀態(tài)機(jī)建模、有限狀態(tài)機(jī)和多線程結(jié)合的方式，可自動(dòng)判斷系統(tǒng)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜場(chǎng)景的切換控制，從而滿足系統(tǒng)實(shí)時(shí)性、可擴(kuò)展性和可靠性方面的要求。由于該方法對(duì)系統(tǒng)硬件沒(méi)有特別的要求，理論上可滿足大多數(shù)嵌入式系統(tǒng)的實(shí)際需要。

1　系統(tǒng)設(shè)計(jì)

根據(jù)流程場(chǎng)景化的方法，對(duì)基于WinCE的工業(yè)分析儀控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。系統(tǒng)硬件部分采用了SMART 210-S70觸摸屏作為人機(jī)交互終端，配置了三星S5PV210的主處理器。該處理器采用ARM CortexTM-A8內(nèi)核和ARM V7指令集，可實(shí)現(xiàn)2 000 DMIPS的高性能運(yùn)算，完全滿足了工業(yè)分析儀系統(tǒng)的需求。同時(shí)，該系統(tǒng)使用了58 mm熱敏打印機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)輸出，打印速度快、占用空間少。

在Windows 32位系統(tǒng)環(huán)境下，使用Microsoft Visual Studio 2005開(kāi)發(fā)工具以及MFC類庫(kù)對(duì)工業(yè)分析儀控制系統(tǒng)進(jìn)行開(kāi)發(fā)[6-7]。

工業(yè)分析儀控制系統(tǒng)可以劃分為如下模塊。

①交互界面模塊：負(fù)責(zé)以表格形式實(shí)時(shí)更新試驗(yàn)結(jié)果、被選取坩堝的位置以及系統(tǒng)硬件狀態(tài)指示等最直觀的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

②工作測(cè)試模塊：該模塊是流程場(chǎng)景化方法應(yīng)用的核心部分，分為水分試驗(yàn)、灰分試驗(yàn)以及揮發(fā)分試驗(yàn)三種，用戶可根據(jù)需要選取相應(yīng)的測(cè)試項(xiàng)目并檢測(cè)，最后對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，得出樣品的成分含量。

③參數(shù)設(shè)置模塊：負(fù)責(zé)試驗(yàn)前各種參數(shù)的設(shè)置，包括硬件通信接口及其波特率的設(shè)置、不同試驗(yàn)的加熱溫度和保持時(shí)間、PID參數(shù)設(shè)置、系統(tǒng)修正值設(shè)置等。

④系統(tǒng)調(diào)試模塊：主要完成對(duì)系統(tǒng)硬件部分的獨(dú)立調(diào)試，以保證系統(tǒng)硬件各部分的功能正常。

⑤數(shù)據(jù)管理模塊：將每次試驗(yàn)完成后的分析結(jié)果保存在系統(tǒng)非易失儲(chǔ)存器內(nèi)，并根據(jù)用戶需要提供數(shù)據(jù)的查詢、上傳及打印功能。

系統(tǒng)功能模塊結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1　系統(tǒng)功能模塊圖Fig.1　Function module diagram of system

2　系統(tǒng)工作流程

根據(jù)測(cè)試需求，儀器會(huì)按照熱重分析原理[8]，遵循測(cè)試流程自主進(jìn)行樣品測(cè)試。試驗(yàn)啟動(dòng)后，儀器將逐項(xiàng)進(jìn)行操作員選擇的檢測(cè)項(xiàng)目，并根據(jù)試驗(yàn)的不同階段、不同類型提示操作員配合執(zhí)行相關(guān)操作，直至檢測(cè)完成，得到檢測(cè)數(shù)據(jù)。

在系統(tǒng)初始化完成以后，開(kāi)始執(zhí)行系統(tǒng)自檢、機(jī)構(gòu)復(fù)位等操作，操作人員根據(jù)系統(tǒng)提示和實(shí)際需要設(shè)置合適的恒溫溫度、恒溫時(shí)間及PID參數(shù)等，然后再根據(jù)系統(tǒng)提示稱量空坩堝和煤樣質(zhì)量；經(jīng)操作人員確認(rèn)，儀器進(jìn)入自動(dòng)測(cè)試模式，利用分段式PID溫度控制算法，精確控制加熱溫度達(dá)到并保持在設(shè)定值；待水分、灰分及揮發(fā)分試驗(yàn)達(dá)到相應(yīng)的測(cè)試時(shí)間后，儀器將對(duì)樣品進(jìn)行冷卻，再由天平進(jìn)行稱量；最后系統(tǒng)根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)算試樣水分、灰分和揮發(fā)分等技術(shù)指標(biāo)，將計(jì)算結(jié)果顯示在觸摸屏上的程序主界面中，并在后臺(tái)自動(dòng)保存到非易失存儲(chǔ)器中。

在系統(tǒng)進(jìn)行工作測(cè)試的過(guò)程中，負(fù)責(zé)項(xiàng)目測(cè)試的核心文件為EXPER.H以及EXPER.CPP。這兩個(gè)文件主要規(guī)定了工分儀在檢測(cè)過(guò)程中處于不同階段時(shí)的動(dòng)作過(guò)程控制。試驗(yàn)過(guò)程分為三個(gè)時(shí)期：準(zhǔn)備期、試驗(yàn)期、結(jié)果期。準(zhǔn)備階段負(fù)責(zé)加熱前的樣品稱重，試驗(yàn)階段集中處理不同種類的試驗(yàn)，最后將準(zhǔn)備階段與試驗(yàn)階段的檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較并計(jì)算，得到試驗(yàn)結(jié)果。

系統(tǒng)流程如圖2所示。

圖2　系統(tǒng)流程圖Fig.2　System flowchart

試驗(yàn)期試驗(yàn)又分為三種不同類型，分別是水分試驗(yàn)、灰分試驗(yàn)、揮發(fā)分試驗(yàn)，它們都是以熱重法為分析原理，具有相似的試驗(yàn)步驟，僅在算法、加熱溫度、加熱時(shí)間、檢測(cè)過(guò)程等方面存在差異性。通過(guò)分析，每種試驗(yàn)可分為進(jìn)入階段、等待溫度階段、等待計(jì)時(shí)器階段和離開(kāi)測(cè)試階段，在不同的階段完成相應(yīng)的動(dòng)作。以水分試驗(yàn)為例，系統(tǒng)在進(jìn)入階段把水分PID參數(shù)送給系統(tǒng)，然后給高溫爐內(nèi)通入氮?dú)?，開(kāi)始加熱；在等待溫度階段，檢測(cè)實(shí)際溫度與設(shè)定溫度差值，判斷是否加熱到預(yù)定值；當(dāng)溫度加熱至預(yù)定值時(shí)，進(jìn)入等待計(jì)時(shí)器階段，利用PID分段控制算法，使溫度保持在107 ℃，并計(jì)時(shí)保持30 min；計(jì)時(shí)完成后離開(kāi)試驗(yàn)階段，關(guān)閉氮?dú)?，?duì)樣品進(jìn)行稱重并計(jì)算水分結(jié)果。除放樣和參數(shù)設(shè)置外，整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程無(wú)需人工干預(yù)，均由系統(tǒng)自動(dòng)完成，且可保證試驗(yàn)精度和安全性。

3　流程場(chǎng)景化技術(shù)內(nèi)涵及特點(diǎn)

試驗(yàn)類型分為水分試驗(yàn)、灰分試驗(yàn)及揮發(fā)分試驗(yàn)三種，根據(jù)流程場(chǎng)景化設(shè)計(jì)方法，分別使之對(duì)應(yīng)三種不同的場(chǎng)景：水分測(cè)試場(chǎng)景(CWaterState)、灰分測(cè)試場(chǎng)景(CAshState)和揮發(fā)分測(cè)試場(chǎng)景(CVolState)。每個(gè)場(chǎng)景下的流程相同，分為進(jìn)入試驗(yàn)(StaEntry)、等待溫度(StaWaitTemp)、等待計(jì)時(shí)(StaWaitTimer)、結(jié)束試驗(yàn)(StaLeave)。每個(gè)流程按照順序執(zhí)行設(shè)定好的動(dòng)作，共同完成工業(yè)分析儀對(duì)煤樣三種指標(biāo)的自動(dòng)化測(cè)量，其檢測(cè)流程如圖3所示。這種設(shè)計(jì)使得不同種類的試驗(yàn)可以復(fù)用代碼，整個(gè)程序結(jié)構(gòu)更加清晰，也減少了開(kāi)發(fā)人員的工作量。

圖3　檢測(cè)流程場(chǎng)景化結(jié)構(gòu)圖Fig.3　Structure of process scenarios

3.1業(yè)務(wù)集中

流程場(chǎng)景化設(shè)計(jì)的特點(diǎn)之一就是業(yè)務(wù)集中。在稱重處理中，由于不同場(chǎng)景下對(duì)被測(cè)樣品的物理化學(xué)性質(zhì)的測(cè)試需求有所不同，稱量時(shí)要考慮坩堝帶蓋和不帶蓋這兩種情況。在這兩種情況下，分別進(jìn)行空坩堝和坩堝加樣品的稱重，通過(guò)前后對(duì)比計(jì)算樣品質(zhì)量。如果按照試驗(yàn)流程順序編寫程序，會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)業(yè)務(wù)分散、條理性差的結(jié)果。針對(duì)這種情況，把試驗(yàn)階段和準(zhǔn)備階段分開(kāi)編寫，用OnScalageProcess()函數(shù)統(tǒng)一處理坩堝和樣品在水分、灰分、揮發(fā)分三種試驗(yàn)場(chǎng)景中各個(gè)階段的稱量過(guò)程；后期在試驗(yàn)過(guò)程中，只需調(diào)用該函數(shù)即可實(shí)現(xiàn)稱重處理的功能，使整個(gè)系統(tǒng)體現(xiàn)出業(yè)務(wù)集中、結(jié)構(gòu)松散的特點(diǎn)。

3.2結(jié)構(gòu)松耦合

為了便于不同場(chǎng)景下對(duì)各模塊的調(diào)用，工分儀控制系統(tǒng)采用松耦合的結(jié)構(gòu)，其優(yōu)點(diǎn)是模塊之間依賴性很小，改變一個(gè)模塊幾乎不會(huì)影響到其他模塊[8-10]；在靈活性方面，它能夠根據(jù)不同的業(yè)務(wù)需求靈活組合，減少開(kāi)發(fā)成本。在可維護(hù)性方面，緊耦合系統(tǒng)因?yàn)槠浣M件的接口與功能結(jié)構(gòu)之間聯(lián)系很緊密，當(dāng)對(duì)程序某個(gè)部分進(jìn)行修改時(shí)，系統(tǒng)會(huì)變得很脆弱；松耦合系統(tǒng)在改變程序某個(gè)部分時(shí)，其他組件仍能正常運(yùn)行，便于研究人員后期調(diào)試。

在系統(tǒng)的灰分試驗(yàn)場(chǎng)景中，有經(jīng)典法和快速法這兩種檢測(cè)方式。如果用戶選擇經(jīng)典法加熱，在第一階段，系統(tǒng)緩慢升溫至500 ℃，并保持30 min，第二階段繼續(xù)升溫至815 ℃，保持在此溫度下灼燒規(guī)定時(shí)間；如果是快速法加熱，系統(tǒng)將直接升溫至815 ℃，并在此溫度下灼燒到規(guī)定時(shí)間。在對(duì)快速法進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，僅需對(duì)經(jīng)典法加熱過(guò)程的StaWaitTemp()函數(shù)重新設(shè)定溫度值，無(wú)需對(duì)系統(tǒng)其他組件進(jìn)行改動(dòng)，體現(xiàn)出松耦合結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性。

3.3有限狀態(tài)機(jī)與多線程技術(shù)

在對(duì)本程序項(xiàng)目試驗(yàn)階段進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，研究人員參考了游戲開(kāi)發(fā)中經(jīng)常用到的有限狀態(tài)機(jī)(finite state machine，F(xiàn)SM)的思想，并將這種設(shè)計(jì)思想和分析方法引入到工業(yè)分析儀的控制系統(tǒng)中。

有限狀態(tài)機(jī)的本質(zhì)是一種數(shù)學(xué)模型，用來(lái)描述有限多個(gè)狀態(tài)以及在這些狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)移和動(dòng)作。一個(gè)完整的有限狀態(tài)機(jī)由狀態(tài)、事件、動(dòng)作及狀態(tài)轉(zhuǎn)移函數(shù)等幾個(gè)要素組成[11-12]。系統(tǒng)通過(guò)事件驅(qū)動(dòng)在各個(gè)狀態(tài)間遷移：從一個(gè)初始狀態(tài)開(kāi)始，系統(tǒng)接收到有效的事件輸入，產(chǎn)生一個(gè)動(dòng)作輸出，經(jīng)狀態(tài)轉(zhuǎn)移函數(shù)變換到一個(gè)新的狀態(tài)。將這種機(jī)制用于軟件設(shè)計(jì)中，控制復(fù)雜場(chǎng)景的切換，具有很好的適應(yīng)性，可以使程序變得簡(jiǎn)潔高效、復(fù)用性強(qiáng)。

在對(duì)坩堝及樣本進(jìn)行稱量的過(guò)程中，由于系統(tǒng)每次只能對(duì)一個(gè)坩堝進(jìn)行稱量，設(shè)計(jì)人員引入有限狀態(tài)機(jī)抽象出稱量過(guò)程的自動(dòng)化流程。系統(tǒng)對(duì)待測(cè)坩堝的稱量及對(duì)轉(zhuǎn)盤的動(dòng)作控制，是以用戶預(yù)先設(shè)定的檢測(cè)條件及待測(cè)坩堝數(shù)量為依據(jù)的。通過(guò)與串口通信，可得外部硬件設(shè)備信息，以判斷狀態(tài)機(jī)是否進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)移。系統(tǒng)按照升盤、轉(zhuǎn)動(dòng)定位、降盤、稱重和復(fù)位這幾個(gè)狀態(tài)節(jié)點(diǎn)自動(dòng)進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換。UML有限狀態(tài)機(jī)結(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖4　UML有限狀態(tài)機(jī)圖Fig.4　UML finite state machine

為保證對(duì)試驗(yàn)過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)控，一方面，系統(tǒng)使用多線程技術(shù)來(lái)實(shí)時(shí)讀取被測(cè)樣品所處狀態(tài)，并實(shí)時(shí)更新到主界面，在主界面上會(huì)有一個(gè)區(qū)域?qū)ｉT顯示轉(zhuǎn)盤位置，方便操作人員隨時(shí)掌握試驗(yàn)進(jìn)度；另一方面，在判斷有限狀態(tài)機(jī)是否進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)，讀取線程周期性獲得的狀態(tài)數(shù)據(jù)，并將其作為狀態(tài)轉(zhuǎn)換的判斷依據(jù)。在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，這些線程與負(fù)責(zé)程序主要流程的工作者線程和負(fù)責(zé)響應(yīng)用戶事件的用戶接口線程相互獨(dú)立，CPU按照優(yōu)先級(jí)分時(shí)處理。利用MFC框架下的多線程技術(shù)與有限狀態(tài)機(jī)結(jié)合，使得系統(tǒng)能夠并發(fā)執(zhí)行多個(gè)不同的業(yè)務(wù)流程，保證了測(cè)試流程的正確執(zhí)行。

4　數(shù)據(jù)處理

系統(tǒng)在完成對(duì)煤樣的水分、灰分、揮發(fā)分等指標(biāo)的分析后，使用MFC類庫(kù)中的CArchive類文件，以二進(jìn)制的形式將分析結(jié)果自動(dòng)保存在非易失存儲(chǔ)器中。另外，系統(tǒng)也可以將分析結(jié)果通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)端口上傳到遠(yuǎn)程服務(wù)器。用戶可以通過(guò)局域網(wǎng)覆蓋范圍內(nèi)的任何一臺(tái)設(shè)備進(jìn)行查詢，大大提高了分析結(jié)果的實(shí)時(shí)性和有效性。

系統(tǒng)根據(jù)國(guó)標(biāo)規(guī)定的計(jì)算公式[13]，對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計(jì)算。由于在高溫和低溫情況下坩堝的質(zhì)量會(huì)發(fā)生變化，因此在工業(yè)分析儀的計(jì)算過(guò)程中，需要分別采集低溫和高溫下空坩堝質(zhì)量、加樣坩堝質(zhì)量。此外，在測(cè)定水分、灰分時(shí)采用不加蓋的坩堝數(shù)據(jù)，而在測(cè)定揮發(fā)分時(shí)采用加蓋的坩堝數(shù)據(jù)。將0#坩堝與1#坩堝置于同等條件下進(jìn)行測(cè)驗(yàn)，其中0#坩堝不放置樣品，僅作為數(shù)據(jù)修正使用。對(duì)1#坩堝與0#坩堝分別稱重，計(jì)算加熱前的樣品質(zhì)量；在儀器內(nèi)加熱到指定溫度，待持續(xù)到指定時(shí)間后，對(duì)托盤內(nèi)的坩堝分別稱重。通過(guò)0#坩堝加熱前后的質(zhì)量對(duì)比，可以得出坩堝容器質(zhì)量隨溫度變化的系數(shù)。通過(guò)1#坩堝加熱前后的質(zhì)量變化，減去坩堝本體隨溫度變化量，則可得到高溫加熱后的試樣殘重。將加熱后的試樣殘重與加熱前的樣品質(zhì)量進(jìn)行對(duì)比，即可得到1#坩堝中樣品的水分或灰分含量。

對(duì)于揮發(fā)分含量的計(jì)算，只需將加蓋的坩堝數(shù)據(jù)代入上述流程參與計(jì)算即可。

由于實(shí)際應(yīng)用中存在溫度和濕度等客觀環(huán)境因素的影響[14]，系統(tǒng)測(cè)得的結(jié)果可能會(huì)有偏差，因此需要對(duì)儀器設(shè)備進(jìn)行線性回歸修正。這就是通過(guò)測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)煤樣，在其水分、灰分以及揮發(fā)分的含量都已知的情況下，對(duì)儀器進(jìn)行標(biāo)定的過(guò)程。用戶將標(biāo)準(zhǔn)煤樣的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)輸入后，系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算和保存線性回歸系數(shù)，并利用該回歸系數(shù)數(shù)值對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行自動(dòng)修正。

5　系統(tǒng)測(cè)試

將編寫好的程序進(jìn)行編譯鏈接，生成解決方案。編譯完成后，使用ActiveSync軟件在PC端和硬件設(shè)備上同步調(diào)試程序。點(diǎn)擊調(diào)試按鈕后，PC端桌面和觸摸屏上同時(shí)出現(xiàn)TYGF-6000工業(yè)分析儀系統(tǒng)主界面。聯(lián)調(diào)過(guò)程中，利用單步執(zhí)行監(jiān)控程序執(zhí)行過(guò)程，并在程序關(guān)鍵位置設(shè)置斷點(diǎn)，檢查執(zhí)行的中間結(jié)果。經(jīng)調(diào)試無(wú)誤后再把系統(tǒng)軟件裝載到WinCE平臺(tái)中，進(jìn)行整機(jī)測(cè)試。

在參數(shù)設(shè)置完畢及各部件單項(xiàng)測(cè)試完成以后，進(jìn)行工業(yè)分析儀的精確度測(cè)試。采用5組干基標(biāo)準(zhǔn)煤樣和19組普通煤樣，分別進(jìn)行分析，全部測(cè)試過(guò)程嚴(yán)格按照GB/T 212-2008《煤的工業(yè)分析方法》的規(guī)定執(zhí)行。5組干基標(biāo)準(zhǔn)煤樣編號(hào)分別為GBW11103h、GBW11104h、GBW11107s、GBW11109j、GBW11110h，其標(biāo)準(zhǔn)煤樣灰分及揮發(fā)分的分析結(jié)果如表1所示。

表1　標(biāo)準(zhǔn)煤樣灰分和揮發(fā)分分析結(jié)果Tab.1　Analysis results of ash content and volatile component in standard coal samples

表1中，5組標(biāo)準(zhǔn)煤樣的測(cè)量值均按照3次測(cè)量得出的平均值來(lái)計(jì)算，通過(guò)將平均測(cè)量值與給定標(biāo)準(zhǔn)值相比較，試驗(yàn)誤差均小于0.2%，滿足國(guó)標(biāo)規(guī)定的精確度要求，說(shuō)明工業(yè)分析儀可以進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)試。根據(jù)GB/T 212-2008《煤的工業(yè)分析法》中對(duì)煤樣灰分、揮發(fā)分測(cè)試精密度的規(guī)定，本次設(shè)計(jì)所使用的工業(yè)分析儀其差值及重復(fù)性均在國(guó)標(biāo)規(guī)定的再現(xiàn)性臨界差及重復(fù)性限的范圍內(nèi)，表明其水分、灰分及揮發(fā)分三個(gè)指標(biāo)的檢測(cè)精度都能夠滿足國(guó)標(biāo)要求。

6　結(jié)束語(yǔ)

本文提出了一種WinCE系統(tǒng)流程場(chǎng)景化設(shè)計(jì)方法。該方法將系統(tǒng)工作流程與業(yè)務(wù)場(chǎng)景相結(jié)合，可根據(jù)用戶選擇的應(yīng)用場(chǎng)景靈活配置工作模塊，具有結(jié)構(gòu)松耦合、業(yè)務(wù)集中的特點(diǎn)；通過(guò)有限狀態(tài)機(jī)和多線程技術(shù)結(jié)合的方式，自動(dòng)判斷動(dòng)作狀態(tài)，可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)動(dòng)作的自動(dòng)化控制。結(jié)合觸摸式工業(yè)分析儀控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例，進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，驗(yàn)證了該方法對(duì)于嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)具有一定的優(yōu)越性，對(duì)于同類應(yīng)用開(kāi)發(fā)也具有一定的參考價(jià)值。

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Research and Application of the WinCE- based Design Method for Process Scenarios

With the development of industrial facilities in sophisticated control field,related control systems are becoming increasingly large.In order to reduce the complexity of system design,the characteristics of embedded control systems are studied and a process scenarios design method based on WinCE is proposed.On the basis of application scenarios,the workflow is configured; automatic operation of actuating mechanism is implemented by combining finite state machine with multi-thread technology.The method is also applied in the design of control system of touch-type industrial analyzer.The result of research shows that the method has many advantages,including business concentrated,structure loosely coupled,and high efficiency of code reuse; it is suitable for development of embedded control systems.

Embedded control systemWinCE systemProcess scenariosFinite state machineMultithread technologyIndustrial analyzer

馬軍霞(1974—)，女，2007年畢業(yè)于鄭州大學(xué)軟件與理論專業(yè)，獲碩士學(xué)位，講師；主要研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)控制技術(shù)、軟件工程開(kāi)發(fā)應(yīng)用。

TH-3;TP216+.1

ADOI:10.16086/j.cnki.issn 1000-0380.201610003

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(編號(hào)：U1204603)；

鄭州輕工業(yè)學(xué)院研究生創(chuàng)新基金資助項(xiàng)目(編號(hào)：2014004)。