基于CAN總線(xiàn)的井下多參數監控系統的設計

4 監控系統軟件設計

此系統的軟件設計主要由專(zhuān)家系統、上位人機交互和監控分機子系統組成。其中專(zhuān)家系統以Microsoft Access 2003為開(kāi)發(fā)軟件，大量收集井下需要監測的模擬量參數信息，以供監控主機查詢(xún)參考。上位人機交互選用了NI公司的LabWindows／CVI，其界面友好，利用較少的儀器硬件和計算機資源代替了多種高檔數據記錄分析儀器。計算機可以自動(dòng)分析數據和輸出報表等，大大提高了系統的智能化和測試效率，減少了人為操作誤差對檢測結果的影響，友好的人機交互界面為用戶(hù)提供了豐富的功能。

為了使單片機系統具有更好的實(shí)時(shí)性和代碼的最優(yōu)化，監控分機系統的軟件設計采用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)。限于篇幅，這里只簡(jiǎn)要介紹上位人機交互和監控分機子系統的軟件設計。

4.1 監控分機子系統

程序流程圖如圖4所示。從圖4中可以看出，監控系統能夠實(shí)現多種功能，包括多路模擬量A／D采集、數據暫存、液晶顯示、與上位人機交互通信以及開(kāi)關(guān)量輸出等。設計時(shí)，采用模塊化思想，簡(jiǎn)化了設計，提高了效率。

4.2 監控分機子系統

為了便于代碼復用，虛擬儀器軟件開(kāi)發(fā)采用分層設計，分為主程序控制層、人機交互層、數據處理層和儀器驅動(dòng)層。

儀器驅動(dòng)層是針對不同的硬件編制的驅動(dòng)程序函數庫，完成I／O硬件接口與處理層的連接，是實(shí)現高層軟件與硬件無(wú)關(guān)的重要保證；數據處理層在后臺對用戶(hù)的操作進(jìn)行解析計算，將控制字送給硬件驅動(dòng)層；同時(shí)實(shí)現數據的采集控制、信號的分析與處理、數據的管理、標定程序、測試報告生成等；人機交互層完成人機界面交互，響應用戶(hù)的操作，實(shí)現數據的顯示、與專(zhuān)家系統通信互換信息及報表的打印等功能。主程序控制層用于組織各部分協(xié)調工作，共同完成測試任務(wù)。該測試軟件中運用了Windows多線(xiàn)程技術(shù)，實(shí)現了數據采集及處理、數據顯示同時(shí)進(jìn)行。

5 結束語(yǔ)

目前該井下監控系統已經(jīng)通過(guò)驗證。實(shí)驗證明其具有特點(diǎn)如下：與同類(lèi)產(chǎn)品相比，具有精度高、可靠性強、工作性能穩定、成本低廉的特點(diǎn)；采用單片機控制，簡(jiǎn)化了測試設備結構，減少了故障環(huán)節，提高了工作效率和智能化；測試系統采用10位高精度A／D轉換器和自動(dòng)數據報表，提高了系統的測控精度，減小了人為隨機誤差；采用虛擬儀器作為人機交互界面，融合了傳統的測試手段和現代計算機技術(shù)，提高了測試系統的直觀(guān)性和可操作性；系統內部集成了專(zhuān)家系統可通過(guò)故障解決方案的實(shí)時(shí)查詢(xún)功能解決問(wèn)題，在提高效率的基礎上，降低了事故率。