无锡工控机上位机远程控制开发
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在单片机项目开发中,上位机也是一个很重要的部分,主要用于数据显示(波形、温度等)、用户控制(led,继电器等),下位机(单片机)与 上位机之间要进行数据通信的两种方式都是基于串口的:
usb转串口 —— 上位机和下位机通过usb转串口连接线直接相连进行数据交互;
串口转wifi(esp8266) —— 上位机和下位机基于tcp/ip协议通过wifi传输数据;
串口转蓝牙(hc-06)—— 不多用,暂不介绍;
上位机软软件开发主要包括以下两种:
1、windows上位机(exe可执行程序)
在windows上,早用vb语言开发,后来由于c++的发展,采用mfc开发,近几年,微软发布了基于.net框架的面向对象语言c#,更加稳定安全,再配合微软强大的vs进行开发,效率奇高;
另外,如果想要在linux上跨平台运行,可以选用qt;如果想要更加丰富好看的数据显示界面,可以选用labview开发;
2、android上位机(app)
在android操作系统上,主要采用java语言,使用wifi或者蓝牙基于tcp/ip协议传输数据,利用android studio开发;
在此,我们主要介绍如何通过vs + c#开发电脑上位机,其它上位机的开发暂且不论。
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位机软件的主要功能是采集各仪器的数据,然后存储起来,并传送到环保局平台。
刚到公司的时候,公司使用的是组态软件(用以显示流程图),然后再开发了报表软件、数据上传软件。因为组态软件使用的是标准modbus协议,而很多仪器使用的协议根本就是自定义的,所以还要加一个协议转换软件,把各种各样的协议转换成modbus协议,让组态软件去读。除此之外,我们还希望软件能够开机启动,就增加了延迟启动的第三方软件。
这样一来,每个站点要安装和部署的软件非常多和杂乱。加上每个站点都有自己的特点,软件出现了大量的版本。有上位机的版本管理、升级维护时,出现了极大的麻烦,管理成本极高。很多时候会有这样一种情况,前面开发的人走了,后面就没有人能维护他的软件了。
基于上面的情况,我和团队重新设计和开发了上位机软件,具有以下特点:
(1)软件集组态、采集、传输、报表、自动启动等功能于一体,一台工控机只有一个上位机软件。
(2)上位机只有一个版本,所有站点都一样。站点的不同特点通过配置文件来实现,而这个配置文件不随更新而变化。
(3)仪器五化八门,但我们把它们归于一体,用同一个模型去表现。
(4)在对仪器的支持和界面功能上,具有强大的扩展特性和灵活性
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很多时候,我们需要把硬件设备测量的数据输入计算机,以能够有一个更好的数据表示和一个更好的人机界面,比如说对于一个测井系统,井下测量设备通过各种各样的传感器测得地下的各种信号,通过电缆传输给地面的测量装置。地面测量装置的功能主要是对传感器测来的各种信号进行转换,比如对模拟信号进行采样、对脉冲信号进行计数等。但地面测量装置对数据的表现往往有很大的局限性,比如只能在很小的液晶品上显示实时的曲线,事后无法进行回放分析等。这些时候,往往借助价格相对低廉的pc来更丰富、更直观的表达数据!
这类系统的需求往往是固定的,但系统开发出来后的维护,和大多数的软件一样,如果设计编码做的不好,维护起来也不是一件令人开心的事情,对于未从事开发的维护人员更是如此!以下根据个人的经验总结一些在设计开发过程中的一些原则!
1、设计 此类系统往往分为数据输入/输出和转换(从下位机取得数据、设置下位机运行状态、原始值和工程值之间的转换)、数据处理(往往和行业有关的转换)、数据表示(为了让专业人员或操作工更直观的对系统状态进行判断)。
设计时可以将这三部分独立开来,通过参数定义交互的方式。三个部分的设计和编码可以独立开来,只要遵从事先约定的数据交换协议即可。这样做可以使开发过程分阶段或在不同的组员之间进行分工而不互相依赖,可以方便的编写测试而不等待其他模块提供数据。比如对于数据输入/输出模块,它只需保证能正确的和下位机交换数据并转化为事先约定的格式即可;对于中间数据处理模块,它只负责对于这对于事先约定的数据格式进行正确的处理即可,这部分往往和行业背景有关、所用的软件只涉及语言本身而没有其他复杂的软件方法,很多行业相关的人员往往足以担任;数据表现部分,往往包含数据的存取、绘图、打印等操作,它只依赖于事先定一的数据格式,并不依赖于其他两部分(当然这只是对于开发而言、系统运行时当然依赖于前两者提供的数据)。
2、数据的定义 数据是整个软件工作的基础,一切的软件活动都是围绕数据而展开,因此定义数据时一定要不厌其烦对其进行说明,对它们代表的实际意义、将对其进行何种处理、确定的以及能够预料到的说明均应当进行记录。
3、对于方法 起码的,要说明该方法操作何种数据、函数功能是什么。
4、对于此类软件,不可避免的要使用一些全局的变量,可以借用组态软件中有关数据字典的概念,对这些全局变量进行统一管理,对其何处初始化、何处修改等尽量进行说明!
5、牢记两点:以后要维护;封装。
6、建议在每个文件创建时进行规范,注明该模块创建人、时间、模块功能等,对于版权信息,那是项目以外的问题,虽个人情况决定!
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