溫濕傳感器批量檢定系統的上位機設計

摘 要：主要闡述了自動站溫濕度傳感器數據采集及處理系統的軟件設計，分析了其功能、結構、界面設計，介紹了數據的采集、存儲、查詢、證書打印等的實現算法。經實踐驗證，該系統提高了傳感器的檢定速度，節省了檢定人力。

關鍵詞：溫濕傳感器批量檢定系統；軟件設計；用戶界面；數據管理

目前對于國內氣象站溫度、濕度及氣壓傳感器的檢定主要還是依靠自動站采集器，通過采集器監控軟件顯示傳感器讀數，由于受自動站采集器通道的限制，各傳感器的批量檢定還不能實現，校準數據和證書還是以人工輸入為主，在這種條件下使得傳感器的檢定耗時長、占用人力多[1]。為了改善這種狀況，在VC6.0環境下使用MSComm通信控件和SQL Sever 2000數據庫技術，開發了自動站溫濕度傳感器數據采集及處理系統，實現多路溫濕傳感器的數據批量采集，實現對于溫濕傳感器的批量檢定。

1 軟件的主要功能、結構和界面設計

本系統主要通過對溫濕度傳感器的數據采集，實現對溫濕傳感器批量檢定。整個系統在Visual C++ 6.0環境下開發，總共包括五大模塊：溫濕度傳感器數據檢測模塊、溫濕度傳感器數據存儲模塊、溫濕度傳感器合格與否自動判定模塊、溫濕度傳感器數據查詢模塊、相關證書的打印模塊。

軟件的各功能菜單采用統一格式的用戶串口界面。其中，屏幕顯示的是以下幾個方面：⑴主界面，由背景界面和主菜單組成；⑵點擊檢測菜單時，顯示溫濕度傳感器的信息界面，所填的信息包括所測傳感器的信息和標準器的信息。⑶該系統的查詢功能可對檢測數據和檢測結論分別查詢。

2 數據的采集、存儲和查詢

2.1 串口通信實現數據的批量采集

串行通信應用廣泛，在數據通信、計算機網絡以及分布式工業控制系統中，經常采用串行通信來交換數據和信息[2]。在Visual C++ 6.0環境下，一般使用控件‘MSComm’控件進行串行通信開發。通過MSComm控件，上位機也可以實現對下位機的操作，比如實時顯示數據，更改需要檢測的傳感器個數等。

2.1.1 檢測數據的實時顯示

該系統要求每隔3秒鐘一次顯示1號，2號，…，n號傳感器所檢測的溫度/濕度數據，即要求實現數據的實時顯示。具體算法為：設置一個3秒定時器，每隔3秒向下位機發送一個數據，用于通知單片機需要幾號傳感器的測量值，并且根據不同的數據告知單片機需要的是溫度值，還是濕度值，進而可以區別測量溫濕度的值。在本系統中，當需要傳感器檢測的溫度值時，上位機會向下位機發送0xF0-0xF7；需要傳感器檢測的濕度值時，上位機會向下位機傳送0xF8-0xFF。下位機根據上位機的數據，選擇輸出不同的傳感器的溫度/濕度值。上位機接受到數據之后，顯示在相應的編輯框中。

2.1.2 傳感器有效個數的更改

執行更改需要檢測的傳感器個數的程序，具體的算法：根據用戶在下拉列表中選擇的個數，調用CWnd中的子函數GetDlgItem（）和EnableWindow（）函數使得被選中的所有的傳感器相應的編輯框有效。

2.2 SQL-Server 2000數據庫實現數據的存儲和查詢

SQL-Server 2000是微軟公司開發的中型數據庫，它的可視化方面做得很好，在安全性等方面功能非常強大，并且有微軟的強大技術支持。連接和使用SQL Server數據庫有多種不同方法，包括ODBC，DAO和RDO等。ADO是Microsoft的主要數據訪問方法，故本系統采用ADO方法。ADO與OLE DB是Microsoft的Universal Data Access（UDA）策略中的關鍵組件。OLE DB定義一組COM接口，包括數據訪問服務。ADO是個高級對象模型，將OLE DB提供的數據提供給應用程序。UDA（universal data access，通用數據訪問，也叫全局數據訪問）是microsoft為企業應用范圍內各種類型信息存取所制定的一項新戰略，它提供對多種數據源進行存取的一致界面。

利用Microsoft OLE DB Provider for SQL Server（SQLOLEDB），可不必訪問另一ODBC API和驅動器層，可以直接訪問數據源。要使用這個數據提供者，經連接字符串的Provider變元設置為SQLOLEDB。

與DAO和RDO等數據訪問庫相比，ADO對象模型很簡單，主要有五個對象，可以實例化更多底層集合和對象。Connection對象，表示打開的數據源連接；Command對象，可以對SQL Server執行命令；Recordset對象，是從SQL Server返回的一組記錄，但Recordset對象還提供了客戶機應用程序中讀取、更新和操縱數據的機制[3]。本系統較多使用了Recordset對象對數據庫進行操作；Record對象，表示層次式機構中存放的數據，Record對象也可表示Recordset中的行，利用這個對象可以管理文件系統中的目錄和文件，或e-mail系統中的文件夾與消息。

本系統共需要三個表格：溫濕傳感器的信息（HTSensorI nfo）、溫濕傳感器濕度檢測數據（HTHSensorData）、溫濕傳感器溫度檢測數據（HTTSensorData），每個表格中包含所需要存儲的各個變量。這三個表格同在HTSensor數據庫中。

使用SQLOLEDB連接SQL Server數據庫，連接字符串如下：

\"Provider=SQLOLEDB.1；Persist Security Info=False；User ID=sa；Initial Catalog=HTSensor\"；

2.2.1 數據的存儲

對于數據庫的存儲主要有兩個方面，一個是在沒有數據的情況下進行數據的插入，另一個是原來存在數據，則進行數據的更新。

插入數據用到的是SQL Server中的INSERT語句，例如：

\"INSERT INTO HTSensorInfo（ChuChangNum，… …，Conclusion）VALUES（'\"+ChuChangNum+\"'，… …，'\"+Conclusion+\"'）\"；

更新數據用到的是SQL Server中的UPDATE語句，例如：

\"UPDATE HTSensorInfo SET SensorName='\"+SensorName+\"'，… …，Conclusion='\"+Conclusion+\"'WHERE ChuChangNum='\"+ss+\"'\"；//ss是參變量。

2.2.2 數據的查詢

數據的查詢主要用到了Visual C++的三個控件：ADO Data控件；DataGrid控件；DataCombo控件。

⑴ADO Data控件：使用ADO Data控件可以快速地創建一個到數據庫的連接，并且它調用Recordset對象提供對存儲在數據庫中的數據的訪問，并允許從一個記錄移動到另一個記錄，顯示和操縱記錄數據。ADO Data可以執行大部分對數據庫的操作，但是它不能夠顯示數據庫中的數據，一般會和數據察覺控件搭配使用，比如DataGrid控件、DataCombo控件、DataList控件。當ADO Data控件中的當前記錄發生變化時，數據查詢控件中的數據也隨之發生變化。

本文中，對于每個用到的數據表格都關聯了相應的ADO Data控件。這樣，就可以實現了將數據庫中的數據與數據察覺控件相聯系，顯示數據庫中的數據。

⑵DataGrid控件：DataGrid控件以表格的形式顯示結果集中的數據，它需要ADO Data控件提供數據源。與關練了數據庫中相關表格大ADO Data控件相結合，DataGrid控件中便可以顯示測量的數據。

⑶DataCombo控件：DataCombo控件是數據綁定組合框。其外表是一個組合框的形式，它與一般的組合框的不同之處在于它需要一個ADO Data控件指定數據源，并且使用數據源中的一個字段填充。而這個字段將是顯示在這個組合框中的內容。鑒于本系統的查詢要求，本系統用到的所有DataCombo控件都是和數據源中的儀器編號相聯系。

本系統中的查詢界面由數據查詢和檢驗結論查詢兩部分組成。使用兩個Adodc控件分別為DataCombo控件和DataGrid控件提供數據。利用SELECT語句實現查詢功能。舉例如下：

CString strSql=\"SELECT Sensor_id，ChuChangNum AS 出廠編號，… …，Time AS檢校時間FROM HTSensorInfo\"；

3 調用EXCEL實現數據、證書的輸出打印

因為證書有一定的格式，所以實現證書的打印，用到的算法為：預先設定好相應的模板，在Visual C++環境中調用一定格式的Excel表格進行數據的導出、證書的打印等。

在Visual C++中根據模板創建EXCEL的程序為：

COleVariantcovOptional（（long）DISP_E_PARAMNOTFOUND， VT_ERROR）；

if （！m_App.CreateDispatch（\"Excel.Application\"，NULL））

{

AfxMessageBox（\"創建Excel服務失敗！\"）；

return；

}

m_App.SetVisible（1）；

//利用模板文件建立新文檔

char path[MAX_PATH]；

GetCurrentDirectory（MAX_PATH，path）；

CString strPath = path；

strPath += \"＼＼\"+moban；//‘moban’為參變量。‘moban’不同，創建出的EXCEL表格便不相同。

m_Books.AttachDispatch（m_App.GetWorkbooks（），true）；……

4 結束語

該系統集數據采集、數據存貯、證書打印于一體，適用于鉑電阻溫度表、氣壓傳感器（模擬信號輸出）、濕度、風向（模擬信號輸出）傳感器的批量校準，為自動氣象站傳感器室內檢定、校準發揮了重要作用。

[參考文獻]

[1]李光忠.基于單片機的溫濕度檢測系統的設計[D].山東大學，2007.

[2]李長林，高潔.Visual C++串口通信技術與典型實例[M].北京：清華大學出版社.2006，20-25.

[3]孫鑫.VC ++深入詳解[M].北京：電子工業出版社.2008，752-767.