摘 要: 介紹了在C++ Builder 6.0軟件開發(fā)環(huán)境下設計溫鹽深實時數(shù)據采集與處理系統(tǒng)的方法，其中PC機與數(shù)據接收裝置之間的串行通信采用MSComm串行通信控件來實現(xiàn),并給出了相應的程序代碼，利用模擬數(shù)據源模擬現(xiàn)場采集數(shù)據，將實地測量得到的溫度和電導率值依次通過串口傳輸?shù)奖拒浖校Y果證實系統(tǒng)運行穩(wěn)定，該后臺軟件以實時曲線繪制的方式形象、直觀地顯示了采集的溫鹽深數(shù)據，并能把鹽度、密度、聲速的曲線繪制出來，運行良好。
關鍵詞：C++ Builder; 實時曲線; MSComm控件; 串行通信
在海洋投棄式溫鹽深剖面測量中，需要進行大量的實時數(shù)據采集和可視化顯示，經過軟件處理后形成的曲線比原始數(shù)據更能給人直觀的印象。C++ Builder是一種面向對象的可視化應用程序開發(fā)工具，為程序開發(fā)人員提供了十分輕松而快捷的開發(fā)環(huán)境。它以其友好的界面設計和方便的編程實現(xiàn)，廣泛應用于工程實踐中。本系統(tǒng)在C++ Builder環(huán)境下針對拋棄式溫鹽深剖面測量系統(tǒng)進行軟件設計。其中利用C++ Builder進行數(shù)據的串行傳輸?shù)姆椒?只要根據實際情況對代碼稍做修改，即可應用到其他的以串口測量的系統(tǒng)，具有一定的通用性。
1 系統(tǒng)概述
該軟件在Windows操作系統(tǒng)下以C++ Builder為開發(fā)平臺，應用于海洋投棄式溫鹽深剖面測量系統(tǒng)中的實時數(shù)據采集與處理。如圖1所示，其主要包含與下位機通信、實時數(shù)據處理、實時曲線顯示和數(shù)據導出，瀏覽等部分。軟件以RS 232方式與下位機進行通信。對接收的數(shù)據進行處理和溫度鹽度曲線繪制后可在每次測量結束后自動將所有數(shù)據存儲到Realtime Data文件夾和Backup文件夾中。操作人員可以對歷史數(shù)據進行查詢，并根據需要打印。
2 串口通信
2.1 MSComm控件
MSComm(Microsoft Communications Contro1)控件是Microsoft公司提供的簡化Windows下串行通信編程的ActiveX控件,它為應用程序提供了通過串行接口收發(fā)數(shù)據的簡便方法。它的安裝也十分簡單，只需把VB安裝目錄下Mscomm.reg、Mscomm32.ocx、Mscomm32.dep這三個文件拷貝到Windows的system32目錄下。然后用Windows下的注冊工具regsvr32注冊該OCX控件,剩下的工作是在C++ Builder中導入這個ActiveX控件,進入C++ Builder環(huán)境在Component菜單下選Import ActiveX Control,這時在列表中可以看到Microsoft Comm Control 6.0選項, 選中這個選項點擊Install按鈕,完成安裝。在ActiveX控件頁面上可以看到一個為電話圖標的控件，這就是MSComm控件。
MSComm控件有很多屬性，如CommPort屬性用來設置或返回通信端口號，可以設置為1~16之間的任何值，本系統(tǒng)采用缺省值2；Settings屬性以字符串形式設置或返回波特率、奇偶校驗、數(shù)據位和停止位，本系統(tǒng)采用缺省值“9 600，n，8，1”；
PortOpen屬性用來設置或返回通信端口的狀態(tài)以及打開和關閉端口；InBufferSize和OutBufferSize屬性分別設置接收和發(fā)送緩沖區(qū)分配的內存數(shù)量，單位為字節(jié)。
MSComm控件提供了兩種處理通信問題的方法：(1)事件驅動方式,當串口上發(fā)生某一事件時，MSComm控件將解發(fā)OnComm事件，還可以檢測并處理通信錯誤信息，從而采取相應的操作。(2)查詢方式，在程序的每個串行口操作后，將不斷檢查CommEvent屬性的值以查詢事件和錯誤。本后臺軟件采取事件驅動方式，事件驅動方式相當于一般程序設計中的中斷方式。
2.2 串口實現(xiàn)
在添加了MSComm控件后，采集工作之前還要對串口進行必要的初始化工作。實質上就是要在PC機與數(shù)據接收裝置之間建立起一個共同遵守的協(xié)議，以使兩者在接收或發(fā)送數(shù)據上保持協(xié)調一致。串口初始化部分代碼如下：
if(MSComm1->PortOpen==true)MSComm1->PortOpen=
false;
MSComm1->CommPort=StrToInt(comno.Trim().SubString
(comno.Length(),1)); //點擊開始后才開啟Timer1
MSComm1->RThreshold=60;
//接收緩沖區(qū)每有1個字符時，
就會觸發(fā)一次OnComm事件
MSComm1->InputMode=1;
//設置傳入數(shù)據的格式，0表示文本形式
MSComm1->InBufferCount=0; //清除接收緩沖區(qū)
MSComm1->InBufferSize=32000;
//設置MSComm1接收緩沖區(qū)為32 000 B
MSComm1->PortOpen=true
把MSComm控件加入到窗體后，在主窗口系統(tǒng)設置菜單里加入串口設置菜單,在窗體中再加入Memo控件，Memo控件用來顯示接收到的數(shù)據，在主程序加入代碼：
void __fastcall TFormMain::N1Click(TObject *Sender)
{
MSCcomm= new TFormScom(this);
MSCcomm ->ShowModal();
MSCcomm ->Free();
}
為了方便串口通信參數(shù)的選擇,設置幾個Combo Box控件，將常用串口參數(shù)值默認顯示在控件中。串口參數(shù)默認值設置的具體代碼如下：
ComboBoxPort->Text=ReadConfig(iniComFileName,"scom",
"port","Com1");
ComboBoxBaud->Text=ReadConfig(iniComFileName,"scom",
"baud","9600");
ComboBoxDataBits->Text=ReadConfig(iniComFileName,"
scom","databits","8");
ComboBoxParity->Text=ReadConfig(iniComFileName,"scom",
"parity","1");
ComboBoxStopBit->Text=ReadConfig(iniComFileName,"scom",
"stopbit","None");
在使用MSComm控件開發(fā)拋棄式溫鹽深剖面測量數(shù)據采集系統(tǒng)時，采用事件驅動法處理通信問題，實現(xiàn)數(shù)據實時采集，即每當緩沖區(qū)有規(guī)定個數(shù)以上的新字符到達時或通信狀態(tài)發(fā)生變化時，MSComm控件觸發(fā)該事件并獲取緩沖區(qū)的數(shù)據。主要是考慮MSComm控件在接收到數(shù)據事件發(fā)生時能及時響應并獲取緩沖區(qū)中的數(shù)據，不需要一直讓程序處于檢測的狀態(tài)下，而且可靠性高。圖2為串口窗口。
3 實時溫鹽曲線的繪制
3.1實時溫鹽曲線的繪制
C++ Builder自帶的畫圖控件Tchart，它的功能十分強大，曲線的繪制也十分簡單，它可以實現(xiàn)曲線的局部放大和縮小，不需要加入額外代碼，大大加快了軟件的開發(fā)時間。在實時數(shù)據處理過程中只需添加如下代碼即可。
Form1->Series1->AddXY(b[0].ToDouble() ,FmatDepth[0].ToDouble(),b[0],clBlue);
//在Tchart中添加一條藍色的曲線，表示溫度
Form1->Series2->AddXY(a[0].ToDouble() ,FmatDepth[0].ToDouble() ,a[0],clRed);
//在Tchart中添加一條紅色的曲線，表示電導率
Form1->Series1->YValues->Order=loAscending;
Form1->Series1->XValues->Order=loNone;
Form1->Series2->YValues->Order=loAscending;
Form1->Series2->XValues->Order=loNone
后面這幾條的表示使曲線在Y軸上的值遞增。如圖3所示。
3.2 歷史曲線的繪制
歷史數(shù)據的顯示同樣使用Tchart控件，與實時數(shù)據曲線繪制不同的是，歷史數(shù)據是從數(shù)據的存儲文件中讀取數(shù)據放入一自定義的數(shù)據結構中，利用該數(shù)據結構將數(shù)據添加到Tchart中，其溫鹽的效果與圖3相同，另外還可以查看、鹽度、密度、聲速的曲線，還可以進行數(shù)據處理，如平滑、除噪等。代碼實現(xiàn)片斷如下：
OpenDialog1->InitialDir=ExtractFilePath(Application->ExeName);
OpenDialog1->Filter="數(shù)據文件|*.dtf";
for(int i=0;i<文件中數(shù)據個數(shù);i++)
if(ChartSort=="wtcon") // 溫度，電導
GoChart(depthvalue,wtvalue,condvalue);
else if(ChartSort=="sl") //鹽度
SlChart();
else if(ChartSort=="den") //密度
DenChart();
else if(ChartSort=="vel") //聲速
VelChart()
4 數(shù)據的保存和瀏覽
測量說明和測量值存儲在原始文件中，同時把內容保存在數(shù)據文件中。數(shù)據文件可以用記事本打開查看。
StatusBar1->Panels->Items[1]->Text="數(shù)據接收完畢！";
MemoCfg->Lines->LoadFromFile("configtemp.ini");
Memo1->Lines->Add("******");
//連同配置文件的內容一起存入文件
Memo2->Lines->Add("******");
Memo1->Lines->Add(MemoCfg->Text);
Memo2->Lines->Add(MemoCfg->Text);
//把配置文件的內容加到Memo中
Memo1->Lines->SaveToFile(savepath+"\\"+filename+"."+"rdf");
//把Memo中的內容存到原始文件中
Memo2->Lines->SaveToFile(savepath+"\\"+filename+".
"+"dtf"); //把Memo中的內容存到數(shù)據文件中
瀏覽數(shù)據文件應該再加入一個OpenDialog模塊
AnsiString st; OpenDialog1->InitialDir=ExtractFilePath(Application->ExeName);
OpenDialog1->Filter="數(shù)據文件|*.dtf";
if (OpenDialog1->Execute()) //執(zhí)行OpenDialog選擇
要打開的文件
{
replayNList->LoadFromFile(OpenDialog1->FileName);
RDFFileName=OpenDialog1->FileName;
iniComFileName=ExtractFileName(OpenDialog1->FileName);}
上面給出了C++ Builder中利用MSComm控件進行串行通信編程的實現(xiàn)和代碼片斷。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)能力以及豐富的控件，大大縮短了系統(tǒng)的開發(fā)周期和代碼量。實驗者感到操作方便、數(shù)據處理快速準確，極大地減低了工作量，提高了工作效率。利用模擬現(xiàn)場數(shù)據通過串口傳輸?shù)絇C機中，本軟件對接收到的數(shù)據進行處理。可以看到采集值更新及時、準確性高且繪圖線條較為平滑。可以很直觀地對相關參數(shù)進行分析，并且方便數(shù)據的保存與調用。具有在測量現(xiàn)場應用的可行性，稍加改進還可應用到其他數(shù)據采集的串口通信程序中。
參考文獻
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