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(jù)采集與處理系統(tǒng)的方法，其中PC機與數(shù)據(jù)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(jù)源模擬現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)，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(jù)，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(jù)采集和可視化顯示，經(jīng)過軟件處理后形成的曲線比原始數(shù)據(jù)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(jù)的串行傳輸?shù)姆椒?只要根據(jù)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(jù)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(jù)處理、實時曲線顯示和數(shù)據(jù)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(jù)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(jù)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(jù)進行查詢，并根據(jù)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(jù)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(jù)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(nèi)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(jù)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(jù)上保持協(xié)調(diào)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(jù)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(jù)，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(jù)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(jù)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(jù)。主要是考慮MSComm控件在接收到數(shù)據(jù)事件發(fā)生時能及時響應并獲取緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)，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(jù)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(jù)的顯示同樣使用Tchart控件，與實時數(shù)據(jù)曲線繪制不同的是，歷史數(shù)據(jù)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)結構中，利用該數(shù)據(jù)結構將數(shù)據(jù)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(jù)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(jù)文件|*.dtf";
for(int i=0;i<文件中數(shù)據(jù)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(jù)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(nèi)容保存在數(shù)據(jù)文件中。數(shù)據(jù)文件可以用記事本打開查看。
StatusBar1->Panels->Items[1]->Text="數(shù)據(jù)接收完畢！";
MemoCfg->Lines->LoadFromFile("configtemp.ini");
Memo1->Lines->Add("******");
//連同配置文件的內(nèi)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(nèi)容加到Memo中
Memo1->Lines->SaveToFile(savepath+"\\"+filename+"."+"rdf");
//把Memo中的內(nèi)容存到原始文件中
Memo2->Lines->SaveToFile(savepath+"\\"+filename+".
"+"dtf"); //把Memo中的內(nèi)容存到數(shù)據(jù)文件中
瀏覽數(shù)據(jù)文件應該再加入一個OpenDialog模塊
AnsiString st; OpenDialog1->InitialDir=ExtractFilePath(Application->ExeName);
OpenDialog1->Filter="數(shù)據(jù)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(jù)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(jù)通過串口傳輸?shù)絇C機中，本軟件對接收到的數(shù)據(jù)進行處理?？梢钥吹讲杉蹈录皶r、準確性高且繪圖線條較為平滑?？梢院苤庇^地對相關參數(shù)進行分析，并且方便數(shù)據(jù)的保存與調(diào)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(jù)采集的串口通信程序中。
參考文獻
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