一、前言 隨著計算機技術的發展和成熟，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的首選平臺，應用計算機對生產和試驗進行實時、遠程監控是現代自動化發展的主要方向。將計算機應用于工業實時控制的前提是現場數據的實時獲取。在生產和科學實驗中，常常要測控很多參數，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、記錄處理數據、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場條件、響應速度等因素的限制。而自動的實時監控系統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方法。 二、硬件構成 系統結構如圖1所示，其中： COMPUTER為普通PC機，要求能夠運行Windows98操作系統和開發環境VB6.0，具有標準的RS232串口或RS485口，主要功能為數據采集處理和系統控制，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%。這些參數能滿足絕大多數場合的應用。 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a設為0.00385。可根據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，計算機收到數據后，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 系統軟件主要是用VB6.0對RS232串口編程，實現硬件之間的通訊。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。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。控件提供下列兩種處理通訊的方式： 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、數據位、停止位； PortOpen： 設置并返回通訊端口的狀態。也可以打開和關閉端口； Input： 從接收緩沖區返回和刪除字符； Output： 向傳輸緩沖區寫一個字符串。 更詳細的信息請參閱Microsoft的聯機文檔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數據； "#02" ： 讀串口2數據； "$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，用它實現的人機界面直觀友好、易操作易實現，下面就是試驗中所作的界面（圖3）： 從界面可以看出，系統能實現溫度采集的設置、數據顯示處理功能。 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數據命令字符 Const CMDdataIn2 = "#02" 讀串口2數據命令字符 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 發出讀數命令 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) 讀取第一個數據字節（BCD碼高位字節） temperature = Val(temperatureShow) 數值組合，標定小數點 MSComm1.Output = CStr(CMDdataIn) & vbCr 發送讀命令 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時鐘來計時，這是要用到系統動態連接庫kernel32.dll。有一點需要注意，由于串口速度有限，系統運行速度也有限，所以設置采樣間隔一般不能小于15毫秒，否則會出現延時錯誤。 四、結論 本系統最大的特點就是容易實現，不需要數據采集卡，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。由于ADAM模塊是可尋址的，所以可以用多個模塊實現多個參量的測量采集。整個系統的開發周期較短，調試方便，運行可靠，可根據需要制作相應的操作界面。系統只占用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。 參考文獻： [1]李鋒，曾德良，基于VB6.0的串口通訊程序設計，現代電子技術，2002.10，54-57； [2]鄭春生，于贇等，計算機連續實時溫度采集系統的研究，鑄造技術，2003.024(003)，193-194； [3]周六順，基于VB編程的微機溫度采集系統設計，化工設計通訊，2002.028(003)，47-48； [4]李時惠，計算機多點溫度采集系統的設計與現實，計算技術與自動化，2001.020(001)，71-74； [5]ADAM采集模塊使用手冊，研華科技股份有限公司； [6]Microsoft Corporation 微軟（中國）有限公司，Microsoft Visual Basic 6.0中文版程序員指南，北京希望電腦公司 1998.01； [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，北京工業大學電控學院檢測專業2001級碩士研究生，研究方向，信號處理； 2吳晴，北京工業大學電控學院檢測專業副教授，研究生導師，研究方向，信號檢測與處理