一、前言

隨著計算機技術的發(fā)展和成熟，計算機的應用也越來越廣泛。在自動化領域，計算機已經成為控制系統(tǒng)的首選平臺，應用計算機對生產和試驗進行實時、遠程監(jiān)控是現(xiàn)代自動化發(fā)展的主要方向。將計算機應用于工業(yè)實時控制的前提是現(xiàn)場數(shù)據(jù)的實時獲取。在生產和科學實驗中，常常要測控很多參數(shù)，諸如溫度、壓力、轉速等，通常的方法是使用專用的儀表人為觀測、記錄處理數(shù)據(jù)、做出判斷，這就會帶來人為的誤差，而且應用范圍也會受到現(xiàn)場條件、響應速度等因素的限制。而自動的實時監(jiān)控系統(tǒng)能很好的解決這些問題。本文以一種簡單實用的溫度實時采集系統(tǒng)為實例，討論了一種利用計算機進行遠程測控的框架結構和實現(xiàn)方法。

二、硬件構成

系統(tǒng)結構如圖1所示，其中：

COMPUTER為普通PC機，要求能夠運行Windows98操作系統(tǒng)和開發(fā)環(huán)境VB6.0，具有標準的RS232串口或RS485口，主要功能為數(shù)據(jù)采集處理和系統(tǒng)控制，是人機交互平臺。實驗中使用的是PIII800的計算機。

ADAM4521 為研華科技公司的接口轉換模塊，能將RS485或RS422信號轉換為RS232信號。由于普通PC只具有RS232接口，而一般工業(yè)測試信號符合 RS485或RS422標準，所以在這里要進行一下轉化。研華科技公司的ADAM4521模塊有以下特點：可尋址;內置微處理器;傳輸速度 115.2Kbps;1000VDC高壓隔離;RS485浪涌電壓保護;輸入輸出可置不同的波特率;無需握手信號。

ADAM4013為研華科技公司的熱敏電阻輸入模塊，能將熱敏電阻的模擬信號轉換為RS485數(shù)字信號。ADAM4013模塊利用內置的微處理器控制A/D轉換器把電流、電壓或熱敏電阻的模擬信號轉換為數(shù)字信號，模塊提供信號調整、A/D轉換、測量范圍調整、RS485通訊等功能，良好的光隔能有效的保護設備的安全。模塊的主要特點有：內置看門狗;3000VDC高壓隔離;采樣率10次/秒;誤差小于0.05%。這些參數(shù)能滿足絕大多數(shù)場合的應用。

溫度傳感器選用鉑電阻Pt100測量-100℃到+100℃的溫度，ADAM4013模塊測溫系數(shù)a設為0.00385?？筛鶕?jù)測量范圍和測量精度的要求選擇不同的溫度傳感器，在軟件設計時進行相應的參數(shù)配置即可。

試驗中的介質是兩種液體的化學反應。鉑電阻Pt100將化學反應溫度轉化為模擬電信號傳到ADAM4013模塊，經過采樣處理轉化為RS485數(shù)字信號，在經過ADAM4521模塊的轉換，變成計算機可以接收的RS232信號，計算機收到數(shù)據(jù)后，實時顯示，繪制溫度曲線，同時進行后臺處理、存儲，以備他用。

三、軟件實現(xiàn)

系統(tǒng)軟件主要是用VB6.0對RS232串口編程，實現(xiàn)硬件之間的通訊。軟件框圖如圖2所示。

1、MSComm控件簡介

VB6.0對RS232串口編程主要通過MSComm控件來實現(xiàn)。下面簡單介紹一下MSComm控件：

MSComm 控件為應用程序提供串行通訊功能?？丶峁┫铝袃煞N處理通訊的方式：事件驅動通訊是處理串行端口交互作用的一種非常有效的方法。在許多情況下，在事件發(fā)生時需要得到通知，例如，在 Carrier Detect （CD） 或 Request To Send （RTS） 線上一個字符到達或一個變化發(fā)生時。在這些情況下，可以利用 MSComm 控件的 OnComm 事件捕獲并處理這些通訊事件，無論何時當 CommEvent 屬性的值變化時，就產生 OnComm 事件，標志發(fā)生了一個通訊事件或一個錯誤。另一種方法是通過檢查 CommEvent 屬性的值來查詢事件和錯誤。如果應用程序較小，并且是自保持的，這種方法可能是更可取的，它只對某一特定的事件響應。

每個使用的 MSComm 控件對應著一個串行端口。如果應用程序需要訪問多個串行端口，必須使用多個 MSComm 控件。MSComm 控件主要屬性：

CommPort：設置并返回通訊端口號;

Settings： 以字符串的形式設置并返回波特率、奇偶校驗、數(shù)據(jù)位、停止位;

PortOpen： 設置并返回通訊端口的狀態(tài)。也可以打開和關閉端口;

Input： 從接收緩沖區(qū)返回和刪除字符;

Output： 向傳輸緩沖區(qū)寫一個字符串。

更詳細的信息請參閱Microsoft的聯(lián)機文檔MSDN。

2、ADAM模塊常用命令介紹

ADAM模塊時通過特殊的約定字符來實現(xiàn)相應的操作的，常用的有：

"%0101210600"：設置端口，0-100度，科學單位;

"#01" ： 讀串口1數(shù)據(jù);

"#02" ： 讀串口2數(shù)據(jù);

"$010" ： 模塊自動校準;

"$011" ： 偏移量校準;

"$012" ： 讀端口信息;

"$01M"： 讀模塊名。

3、主界面及部分代碼

VB6.0具有強大的界面編輯功能，是一種完全面向對象的編程語言，用它實現(xiàn)的人機界面直觀友好、易操作易實現(xiàn)，下面就是試驗中所作的界面（圖3）：

從界面可以看出，系統(tǒng)能實現(xiàn)溫度采集的設置、數(shù)據(jù)顯示處理功能。

關鍵代碼如下：

Const CMDconfig = "%0101210600" ‘設置端口命令字符，0-100度，科學單位

Const CMDdataIn1 = "#01" ‘讀串口1數(shù)據(jù)命令字符

Const CMDdataIn2 = "#02" ‘讀串口2數(shù)據(jù)命令字符

Const CMDspanCalibration = "$010" ‘校準命令字符

Const CMDoffsetCalibration = "$011" ‘偏移量校準命令字符

Const CMDconfigStatus = "$012" ‘讀端口信息命令字符

Const CMDmoduleName = "$01M" ‘讀模塊名命令字符

Private Sub CmdStart_OnClick（） ‘開始命令子程序

MSComm1.CommPort = COMnum ‘設置串口號

If MSComm1.PortOpen = False Then ‘打開串口

MSComm1.PortOpen = True

End If

If COMnum = 1 Then

CMDdataIn = CMDdataIn1

Else

CMDdataIn = CMDdataIn2

End If

MSComm1.Output = CStr（CMDdataIn） & vbCr ‘發(fā)出讀數(shù)命令

TimeDelay 500 ‘延時500ms

Picture1.CurrentX = 0 ‘繪制曲線坐標起點

Picture1.CurrentY = temperature

Timer1.Enabled = True ‘開始計時

End Sub

Private Sub MSComm1_OnComm（） ‘事件響應子程序

Select Case MSComm1.CommEvent ‘判斷MSComm1通訊事件

Case comEvReceive ‘收到Rthreshold個字節(jié)產生的接收事件

MSComm1.RThreshold = 0 ‘關閉OnComm事件接收

TimeDelay 20 ‘延時20ms

temperatureShow = Right（MSComm1.Input, 7） ‘讀取第一個數(shù)據(jù)字節(jié)（BCD碼高位字節(jié)）

temperature = Val（temperatureShow） ‘數(shù)值組合，標定小數(shù)點

MSComm1.Output = CStr（CMDdataIn） & vbCr ‘發(fā)送讀命令

MSComm1.InBufferCount = 0 ‘清空緩存

MSComm1.RThreshold = 1 ‘關閉OnComm事件接收

Case comEventBreak ‘ 收到 Break。

…

Case Else

End Select

End Sub

程序中一般會用到系統(tǒng)時鐘來計時，這是要用到系統(tǒng)動態(tài)連接庫kernel32.dll。有一點需要注意，由于串口速度有限，系統(tǒng)運行速度也有限，所以設置采樣間隔一般不能小于15毫秒，否則會出現(xiàn)延時錯誤。

四、結論

本系統(tǒng)最大的特點就是容易實現(xiàn)，不需要數(shù)據(jù)采集卡，不需要硬件驅動程序，硬件連接方便，軟件編制也比較容易掌握，有一點兒VB的基礎，再了解一下串口控件應用就可以了，特別適合較小的測溫系統(tǒng)。由于ADAM模塊是可尋址的，所以可以用多個模塊實現(xiàn)多個參量的測量采集。整個系統(tǒng)的開發(fā)周期較短，調試方便，運行可靠，可根據(jù)需要制作相應的操作界面。系統(tǒng)只占用PC機的一個串口，占用資源少，對硬件要求不高，各模塊在不同的場合可靈活應用。

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[7]范逸之，陳立元，Visual Basic與RS-232串行通訊控制（最新版），中國青年出版社，2002.01.

作者簡介：

1 喬治宏，北京工業(yè)大學電控學院檢測專業(yè)2001級碩士研究生，研究方向，信號處理;

2 吳晴，北京工業(yè)大學電控學院檢測專業(yè)副教授，研究生導師，研究方向，信號檢測與處理