《网络化测控技术》第五、六章

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Nov 15, 2022

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计算机测控系统软件设计以及数据通信

网络化测控技术

第五章计算机测控系统软件设计

5.1 计算机测控系统软件的组成

1、测控软件特点：

可视化、虚拟化、网络化、仪表化、智能化、嵌入化。

可靠、实时、容错。

2、基于windows的测控系统软件层次：

硬件层——操作系统——驱动程序（.sys)——接口程序（.dll)——二次开发（VB/VC/C/.net）

5.2 Windows 测控软件的关键技术

二次开发技术

数据采集及硬件接口程序设计

进程通信与多线程技术

Windows 图形程序设计

数据通信

人机界面技术

1、二次开发技术

二次开发技术是指软件开发人员利用现有的SDK包，在需求分析的基础上，完成特定任务的软件开发技术。

SDK 是指软件开发工具，包括API函数的申明、导入库、动态链接库、demo、说明文档等。

API是操作系统留给应用软件的一个调用接口，应用程序通过调用API接口而使操作系统执行应用程序的命令。

API调用方式：

DOS以中断调用的形式调用API，比如将AH置为30h后调用INT 21h就可以得到DOS操作系统的版本号。
Windows中，系统API是以函数调用的方式提供的。

集成开发环境（IDE）提供了大量的SDK,事实上这些SDK都是构架在WIN32 API函数基础上的，是封装了API函数的集合。他们把常用的API函数组合在一起成为一个控件或类库。

MFC 和VCL 都是用面向对象的方法对API进行封装后形成的类库。

驱动软件和二次开发软件的区别

接口电路是硬件，驱动程序是软件，接口电路包括缓冲器、锁存器、译码器、寄存器、控制电路等。而驱动程序是一段程序，CPU只有通过这段程序才能实施信息的传输控制

二次开发软件是利用系统SDK或第三方提供的SDK开发完成地软件，某板卡可以不提供二次开发包SDK，但是必须有驱动程序，否则板卡无法工作。

2、数据采集与硬件接口程序设计

测控板卡——操作系统——驱动程序——接口程序——应用程序

3、进程通信与多线程技术

进程管理

进程通信：信号通信机制、共享文件、共享存储区、消息传递

线程管理

4、Windows图形程序设计

5、数据通信

串行通信、以太网通信、USB通信、并口读写、文件操作、内存管理

5.3 Windows 测控软件的开发方法

需求分析——面向对象的软件开发方法——软件复印技术

1、需求分析与详细设计

需求分析：测控对象、技术指标要求、硬件选型、软件功能需求分析、成本预算。

详细设计：开发平台与工具选择、功能模板设计、驱动程序设计、接口程序设计、数据库设计、人机界面设计。

功能需求：数据采集、控制、故障诊断、数据分析。报表形成与打印、友好人机界面、信息管理。

性能需求：实时性、灵活性、可靠性

2、面向对象的软件开发方法

第六章分布式测控网络与数据通信

分布式测控网络综合了传感器网络技术、嵌入式计算技术、分布式信息处理技术、网络通信技术和只能Agent技术，能够协作地实时监测、感知、采集网络分布区域内的各种环境或检测对象的信息，传送到需要这些信息的用户。

6.1 分布式测控网络中的数据通信

1、通信方式（信道中信息传输的方向）

单工通信

全双工通信

半双工通信

2、同步技术（同步传输和异步传输）

同步传输：无间隙、面向比特、高速设备

异步传输：有间隙、面向字符、低速设备、开销较大。

3、数据校验（CRC循环冗余码校验）

4、常见通信方式

串行通信：参数有起始位、数据位、奇偶校验位、停止位、波特率

USB通信：通用串行总线USB是一种支持即插即用的接口，又是一种协议，他有多种芯片支持主系统和USB外设之间的数据传输。