基于C++Builder的串口數(shù)據(jù)實時曲線繪制的實現(xiàn)

范寒柏,趙建銳,謝漢華

(華北電力大學，河北 保定071003)

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?qū)ο蟮目梢暬瘧贸绦蜷_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。

圖1 后臺管理軟件功能框圖

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(qū)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(qū)動方式，事件驅(qū)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(zhì)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：

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：

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：

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(qū)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。

圖2 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。

后面這幾條的表示使曲線在Y軸上的值遞增。如圖3所示。

圖3 系統(tǒng)實時曲線繪制截圖

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：

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！ ";

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。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(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。

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