流速仪检定系统的上位机软件设计

　　我国是个多河山国家,在水利监控中,流速仪使用普遍,因此流速仪的检定比较重要。随着嵌入式技术、软件技术、无线通信技术的发展,自动化检测已经成为现实。操作者只需在控制室中就可监视并操作水槽上的流速仪检定车,实现高效、安全的远程控制。现在已有的检定系统的配套上位机软件,往往将所有的操作依靠单一的操作界面实现,功能划分不明确,用户操作不便;另外,用户也希望实现规范、快捷的自动化数据处理和报表打印文档,这在现有的系统中也不多见[1]。

　　本文介绍的上位机软件,解决了上述问题。

　　1　软件总体设计和功能分块

　　1.1　C#开发语言

　　本系统上位机软件采用C#作为开发语言;底层数据库采用微软的Access。C#是微软公司发布的一种面向对象的、运行于.NET Framework之上的高级程序设计语言[2]。C#内置支持COM(组件对象模型)模型和W indows平台API(用户程序接口),编程时可直接使用这些强大的类库,以缩短开发周期,节约开发成本;C#对Web构架有良好的支持,也便于软件以后在网络方面的升级需要;允许有限制的使用指针,避免对内存的直接操作,可靠性、完全性较高;与其它微软的产品有较好的兼容性,调用方便(例如本软件使用的Access数据库),用户更易接受[3]。

　　1.2　多线程设计

　　检定系统的上位机软件向用户提供以下功能:

　　1)根据用户操作,PC机通过串口(转无线)通信模块将对应命令发送给位于流速仪检定车上的核心控制器,由该核心控制器实现对流速仪检定车的控制;

　　2)将检定车的工作状态信息显示在界面上,并将检定结果存入数据库供事后处理; 3)检定结束后,对数据库中的检定结果进行分析,拟和数据,生成报表。

　　检定车在工作时,核心控制器会频繁地将检定车的状态信息和检定结果发送给上位机。上位机软件要实时处理这些数据,还要即时响应用户的操作。

　　使用单线程,无法同时满足1)、2)的实时性要求。如果处理不当,可能造成串口接受数据的丢失或用户操作的失效,造成检定故障。现需要一个主线程去完成用户对界面操作的响应;同时,创建辅助线程来处理串口的数据交互,以满足实时性要求。

　　1.3　结构层次和功能分块

　　从结构上来说,上位机软件可分为3层:数据库层负责保存流速仪型号信息和检定结果,供应用层调用;应用层负责人机交互,执行各种命令;通信层负责上位机到检定车的数据交互,根据通信协议解析各种命令字。可见,应用层是整个软件的核心,根据用户需求以及对流速仪检定系统的控制要求,功能分块包括:检定系统总体工作状态显示、流速仪参数输入、待测速度输入、系统调试、检定数据处理、进行自动检定。软件的层次结构如图1所示。主界面