（检测技术与自动化装置专业论文）旋翼试验塔测控系统的研究.pdf

旋 翼 试 验 塔 测 控 系 统 的 研 究旋 翼 试 验 塔 测 控 系 统 的 研 究 iii 摘摘 要要 旋翼试验塔测控系统所属旋翼试验塔是高新工程重点技改项目之一， 是直升 机旋翼研制的重要试验研究和验证专用设备， 它的建设成功使得我国旋翼系统试 验能力跻身世界先进水平。 旋翼试验塔是对直升机旋翼系统进行全尺寸真实试验 的专用试验设备。 在这样大型的试验台上，测控系统的作用显然是非常重要的。直升机旋翼试 验塔试验时不仅需要对各系统的参数进行采集，同时，还需要对关键参数进行实 时监控、对有疲劳寿命的部件参数进行损伤计数、对重要参数进行实时处理。这 就意味着测试系统要进行大量并行工作，如果集中在一个单一的采集系统，必然 导致系统复杂程度过高、负荷过大、故障率增加，而且无法满足众多的实时显示 和监视需求。 本课题提出了综合应用虚拟仪器技术、 网络技术与数据库技术进行基于网络 的远程测控系统的开发。将网络技术、数据库技术和虚拟仪器技术有机的结合起 来，不仅可以使虚拟仪器拓展到真正的分布式网络测试应用环境中去，对于丰富 测试手段，提高测试效率，充分合理地利用有效资源，对于随时随地获取现场情 况， 实施指挥和分析的工程应用系统意义重大。 同时还能高效地管理测试数据源。 该系统不仅可以实现旋翼塔的试验测试及数据管理， 还同样适用于各种规模的试 验台，有着非常好的普及性。 本系统将网络技术、数据库技术及虚拟仪器技术有效的结合在一起，使用 vb 和 labview 两种开发工具相结合来开发系统，vb 进行界面及网络通信功能的 设计，labview 实现远程测控系统的构建以及数据采集和虚拟示波器的功能。本 文首先详细描述了 vb 开发测控系统的相关技术， 开发过程各所使用的关键技术， 包括系统的体系结构、数据库技术、数据库访问技术。文中给出了系统的具体的 功能设计，详细描述了 gpib 技术实现数据采集的方法，labview 实现示波器的 方法以及 winsock 网络通信技术，最后，给出了系统的研究工作小结及进一步研 究的方向。 关键词：旋翼试验塔、测控、网络、数据库、虚拟仪器技术关键词：旋翼试验塔、测控、网络、数据库、虚拟仪器技术 旋 翼 试 验 塔 测 控 系 统 的 研 究旋 翼 试 验 塔 测 控 系 统 的 研 究 iv abstract the testing and control system of rotor experiment tower is one of the keystone program and is the importance researching and validating device of the rotor,its researching success make chinese rotor system researching ability arrive at advanced level.rotor experiment tower is the device which take the rotor system full dimension experience. testing and control system is very important on the large test-bed. when rotor experience is testing need not only gather parameter of every system,but also need supervise key parameter and process this ley parameter.this mean much work combine to work,if centralize to a single collection system,it brings to complexity lever higher、 burthen bigger、troube increasing. this system combines the net、 database、 virtual instrument technique together,use the vb and labview to explore the system,vb designs the function of interface and the network communication.labview carries out the fuction of constructing of the remote testing and controlling system and collecting the database and vitual oscillograph.this text describes the technique of the testing and controlling use vb.which include system structure、database、database accessing technique.on the end the thesis gives the brier summary and the direction of the next research. keyword:totor experience tower,testing and control,net,database,vitual instrument 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师的指导下进行的研 究工作及取得的研究成果。近我所知，除文中已标明引用的内容外， 本论文不包含任何其他人或集体已经发表或撰写过的研究成果。 对本 文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人 完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名： 日期： 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定， 即： 学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子 版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论 文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印 或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 学位论文作者签名： 导师签名： 日 期： 日 期： 南昌航空大学硕士学位论文南昌航空大学硕士学位论文 绪论绪论 1 第一章 绪论 第一章 绪论 1.1 测控系统的分类测控系统的分类 计算机测控系统是由微处理器、存储器、i/0 接口配以适当的输入/输出通 道以及生产过程组成的自动控制系统。从其组成来说可分为两大部分，一部分为 计算机及其输入/输出通道， 另一部分为工业生产设备(包括被控对象及自动化仪 表)。生产过程的被控参数包括热工参数(温度、流量、压力、液位)、位移参数、 转速参数等模拟盘以及开关量、数字量和脉冲信号等，这些参数通过输入通道送 入计算机，计算机则根据一定的控制策略进行运算，求出控制量，再通过输出通 道送至被控对象，从而实现对有关参数的调节和控制。而计算机要完成以上操作 必须通过软件系统才能付诸实现。 计算机测控系统与生产过程有紧密的关系， 根据计算机参与控制的方式和控 制目的的不同可分为以下几类。 (1)巡回检测数据处理系统。如图 1-1 所示，计算机将生产现场检测仪表送 来的模拟信号，按一定的次序巡回地采样、a/d 转换变为数字信号送入计算机。 计算机对这些输入量实时地进行数据处理，同时进行显示和打印输出，为开环系 统。这类系统主要对生产过程起监视作用，也可用来记录生产过程参数变化的历 史资料，以建立或改善生产过程的数学模型。此外，在采用直接数字控制系统或 其它类型的控制系统之前，往往先进行一段时间的巡回检测，以积累系统的有关 信息资料。 图 1-1 计算机巡回检测系统 a/d 计 算 机 放 大 器 传 感 器 控 制 对 象 显示 报表打印 报警 保存 操作台 南昌航空大学硕士学位论文南昌航空大学硕士学位论文 绪论绪论 2 (2)操作指导控制系统( ogc 即 operator guide control)。ogc 是在巡检的 基础上发展而成的，它属于在线检测、离线控制的系统。其中计算机不直接用于 控制而只起参谋作用。 系统的功能如下:计算机每隔一定时间间隔(根据被控对象 而异)，从输入通道取回数据，按预定的算法计算各控制量，求出最佳设定值， 通过显示和打印输出提供给操作人员。 操作人员根据自己的经验并参照此输出值 对各控制器的设定值进行调整，或直接控制执行器去执行。如图 1-2 所示： 图 1 -2 计算机操作指导系统 (3)直接数字控制系统( ddc-direct digital control)。如图 1 一所示，ddc 在巡检的基础上，将输入数据根据预先确定的控制规律(如 p id 调节)进行计算， 输出控制量，再经过 d/a 转换，直接控制执行器(如调节阀)，使各被控参数保持 在设定值左右。该系统为闭环控制系统，在国内的应用较多。 图 1-3 直接数字控制系统框图 只有将 ddc 系统的功能扩大到运用一些复杂的控制规律，如非线性控制、多 变 t 相关控制、最优控制和自适应控制等，再加以故障诊断处理等功能，才能充 分发挥 ddc 系统的作用，取得较为满意的效果。 o o c 计 算 机 a/d 放 大 器 传 感 器 控 制 对 象 模拟 调节 生产者 保存 报表打印 报警 显示 d d c 计 算 机 a/d 放 大 器 传 感 器 控 制 对 象 操作台 报表打印 报警 虚线显示 保存 a/d放 大 器 传 感 器 南昌航空大学硕士学位论文南昌航空大学硕士学位论文 绪论绪论 3 (4)监督控制系统( scc-superuisory computer control) scc 是将操作指导和 ddc 综合起来的一种较高级形式的控制系统。它和 ddc 一样属于闭环控制。监督控制计算机对生产过程的工艺参数进行巡检，并根据生 产过程的数学模型，计算出最佳给定值，直接对模拟调节器(或另一台 ddc 计算 机)进行设定，使生产过程处于最优工况下运行。此外，它还可以通过在线的模 型辨识，随时对现有模型进行修改，实现最优控制和自适应控制。 该系统在结构上， 输入部分与( gc 相同， 输出部分可以组成一级控制系统(输 出至调节器)和二级控制系统(输出至 ddc 计算机)。如图 1 -4 所示。 图 1-4 监督控制系统 scc 要实现 scc 控制， 关键在于系统的模型辨识以及合适的控制算法和完善的应 用程序，因此对软件要求较高。用于 scc 的计算机应有较高的计算能力、较大的 内存和外存容量以及丰富的软件系统。一般最少应采用高档微型机或超级小型 机。 (5)分布式计算机控制系统( dcs-distributed control system).ddc 和 scc 都属于集中型控制系统，虽然有其优越性，但系统复杂，维护费用高，控制回路 的线路长， 系统可靠性降低。 随着生产规模的扩大， 控制和管理的关系日趋密切， 采用单机集中控制已不可能，分布式计算机系统 dcs 应运而生。它把各种具有不 同功能的计算机作为子系统组成多微处理机的分布式系统，完成综合性的任务。 dcs 将计算任务分散到各个子系统，如直接控制生产过程的计算机可以就地 处理一些简单的高优先级中断任务，如巡检及报警等，从而提高了系统的响应速 度。而上级计算机则可以集中搞管理工作。dcs 采用模块化结构，子系统相对独 立，但也能共享网络资源，整个系统的维护和升级甜 r 方便。dcs 体现了“控制 分散，管理集中”的思想，是目前我国大中型生产装置控制中应用最广和可信度 s c c 计 算 机 a/d 放 大 器 传 感 器 控 制 对 象 ddc 计 算 机 放 大 器 d/a 南昌航空大学硕士学位论文南昌航空大学硕士学位论文 绪论绪论 4 最高的控制系统。 图 15 分布式计算机控制系统 1.2 计算机测控系统的核心控制元件概述 计算机测控系统常见的核心控制元件有可编程控制器( plc)、 单片机( scm)、 工业 pc(ipc)等。下面简述它们各自的特点和应用场合。 (1)可编程控制器( programmable logic control)。可编程控制器是一种进 行数字运算的电子系统，是专为在工业环境下的应用而设计的工业控制器。它采 用了可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计 数和算术运算等操作的指令，并通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类 型机械的生产过程。近年来 plc 发展迅猛，异军突起，其主要特点如下:可靠性 好、抗干扰能力强、控制功能完善、编程简单、安装维护方便、体积小、性价比 高。因而是实现机电一体化的理想控制设备。 (2)单片机(single chip microcomputer)所谓单片机，全称是单片微型计算 机，又称微控制器。它在一块半导体芯片上集成了 cpu,rom,ram、i/o 接口、定 时器/计数器、中断系统等功能部件，构成了一台完整的数字电子计算机。随着 集成电路技术的进步单片机还可包含 a/d,d/a 转换器、dma 通道、浮点运算单元 等特殊功能部件以及与打印机、绘图机、crt 等外围设备的接口，从而使由单片 机构成的计算机应用系统的功能日益增强。 企业管理级 mic 工厂管理级 mic 企业管理级 mic 企业管理级 mic 过程控制 级 dcc 常 规 调 节器 过程控制 级 dcc 过程控制 级 dcc 常 规 调 节器 生产过程 南昌航空大学硕士学位论文南昌航空大学硕士学位论文 绪论绪论 5 单片机具有以下特点:体积小、重量轻、价格便宜、可靠性高、控制功能强、 运行速度快、易于扩展。因而在家用电器、玩具、办公设备等许多产品上得到应 用。随着“机电一体化”技术的发展，也多用于数控机械、医疗设备、汽车等。 对于工业控制中的一般温度控制、液面控制、电镀生产线顺序控制等，如果不需 要图形用户界面的测控软件、复杂的数据计算、分析和报表等，仅用单片机就可 满足要求。 (3)工业 pc(industrial pc)。工业 pc 是通用微型计算机适应工业生产控制 要求发展起来的一种控制设备，是 90 年代在自动控制领域中最活跃和影响最广 泛的技术。ipc 具有以下突出特点: a.很强的计算处理功能。 ipc 采用与通用 pc 机一样的 cpu、 内存和其他部件， 其浮点运算能力是单片机和 plc 不可比拟的。 b.硬件结构方面总线标准化程度高、兼容性强、易于升级。ipc 可提供符合 工业标准的 isa,pci 总线插槽，对于温度、压力等常见的工业过程控制，数据的 采集可以由具有标准 pc 总线的数据采集卡完成. c.软件资源丰富.既有实时操作系统(如 windows2000,xp,nt)的支持，又有 功能强大的图形显示和多媒体工具， 以及高级编程语言开发工具包和数据库等软 件。 d.通信组网功能强。ipc 与普通 pc 一样，可以构成各种局部网络，进而组 成复杂的控制系统。 同时 ipc 还可以通过串行或并行接口向下连接 plc、 单片机、 数字化仪表等。所以对于要求快速反应、模型复杂、计算工作量大的工业对象的 控制，采用 ipc 作为工控机既可发挥 pc 机内存大，cpu 运行速度快等硬件资源 优势，又可利用各种软件资源甚至网络资源和可视化编程技术，完全可以按照用 户自定义的界面和功能来设计测控系统软件。 尽管现代 plc 和单片机在模拟量信号处理、数值运算、实时控制等方面有了 很大的提高，但无论使用 plc 还是单片机的编程开发工具在生成友好的用户界 面、进行复杂的数据分析处理、与网络数据库进行通讯等方面都很困难，而这正 是 ipc 的优势所在。 因而将 ipc 与 plc 或单片机的结合构成主从式微机控制系统 也具有广阔的应用前景。 南昌航空大学硕士学位论文南昌航空大学硕士学位论文 绪论绪论 6 1.31.3 计算机测控系统的发展现状 当前工业 pc 的测控系统软件多为使用 windows 平台下的 c+语言开发，或 者是直接购买国内外厂商提供的工控组态软件。 前者的开发周期长，可维护性差，对软件开发人员的要求高。dos 操作系统 不具有图形用户界面， 其下的应用程序用户界面不友好且不宜在 windows 平台下 使用，这与工业 pc 广泛采用 windows 操作系统相栩独。而 vc+等 windows 开发 工具概念复杂，体系庞大，虽然可以直接访问硬件端口，但很难在短期内熟练掌 握，而且不适于快速生成用户界面。 后者的费用较高且不易完全满足用户的自定义要求和使用习惯。组态软件 (configurable software)是一组功能较强的实时多任务软件包，其目的是希望 可以使用户不需要编制应用程序而只需输入一些参数，便可使系统投入运行。国 内市场上提供的工控组态软件品种繁多、 功能不一， 主要有国外厂商设计的 fix、 intouch、 paragon、 genesis 等和国内厂商设计的组态王、 genie、 easy control、 好帮手等。国外的软件功能完善、通用性强，但价格昂贵，而且存在界面汉化问 题，往往又因为汉化不彻底而造成产品推广使用困难。国内组态软件的通用性有 时也并不能完全满足用户的特殊需要，对中小型企业并不完全适用。 不少中小型企业的过程控制实际上多为自行开发测控软件， 他们迫切希望能 使用一种简洁高效的 windows 平台下的应用程序开发工具， 在较短的周期内利用 较成熟的技术，快速地开发出适应自身特点的计算机测控系统软件。 1.41.4 项目背景及意义 旋翼试验塔测试系统所属旋翼试验塔是高新工程重点技改项目之一，是直 升机旋翼研制的重要试验研究和验证专用设备， 它的建设成功使得我国旋翼系统 试验能力跻身世界先进水平。 旋翼试验塔是对直升机旋翼系统进行全尺寸真实试 验的专用试验设备。其试验能力覆盖 13 吨级以下直升机，并兼顾 20 吨左右吨级 的直升机旋翼系统试验。 可以在无地效状态下进行垂直飞行状态和周期变距状态 的各种试验，进行旋翼空气动力和动力特性试验以及各类研究性和型号相关试 验。 南昌航空大学硕士学位论文南昌航空大学硕士学位论文 绪论绪论 7 在这样大型的试验台上，测控系统的作用显然是非常重要的。直升机旋翼试 验塔试验时不仅需要对各系统的参数进行采集，包括桨叶、桨毂、旋翼轴、自动 倾斜器等系统的旋转测试参数和天平、 传动系统、 滑油系统等系统的非旋转参数； 同时， 还需要对关键参数进行实时监控、 对有疲劳寿命的部件参数进行损伤计数、 对重要参数进行实时处理。这就意味着测试系统要进行大量并行工作，如果集中 在一个单一的采集系统，必然导致系统复杂程度过高、负荷过大、故障率增加， 而且无法满足众多的实时显示和监视需求。 根据大型试验台建设的经验它包括监视报警单元、 数据处理单元和示波单元 等。传统的配套方法是每个单元相互独立，都要配备单独的数据采集器。这样做 法的优点是任一单元的故障不会影响到系统的其他部分，缺点是设备浪费、数据 源多且不同步、数据管理易混乱。随着网络技术、虚拟仪器技术和数据库技术的 飞速发展，这种基于现场的测试系统已经被逐渐淘汰。 网络技术是当今社会推动信息产业及相关产业， 乃至整个社会发展的一种核 心技术，它的出现使得整个社会的工作、生活方式都发生了极大的变化。计算机 网络主要有以下四点功能： 数据传送、 资源共享、 提高计算机的可靠性和可用性、 易于进行分布处理等。 虚拟仪器从结构上说，就是把计算机硬件技术、软件技术和仪器硬件有效的 结合在一起组成的。 随着计算机处理能力按指数速率提高， 高速硬盘的普遍应用， 尤其是计算机总线技术的发展，使得虚拟仪器技术有了飞跃的进步。虚拟仪器的 优点在于：软件时的开发和维护的费用降至最低，技术更新周期短，价格低。可 复用与可重配置性强，用户自己定义设备功能，开放性和升级性好，还可以与周 边的其它计算机和设备互联等。 数据库技术是现代信息科学与技术的重要组成部分， 是计算机数据处理与信 息管理系统的核心。 数据库技术研究和解决了计算机信息处理过程中大量数据有 效地组织和存储的问题，在数据库系统中减少数据存储冗余、实现数据共享、保 障数据安全以及高效地检索数据和处理数据。 将网络技术、数据库技术和虚拟仪器技术有机的结合起来，不仅可以使虚拟 仪器拓展到真正的分布式网络测试应用环境中去，对于丰富测试手段，提高测试 效率，充分合理地利用有效资源，对于随时随地获取现场情况，实施指挥和分析 南昌航空大学硕士学位论文南昌航空大学硕士学位论文 绪论绪论 8 的工程应用系统意义重大。同时还能高效地管理测试数据源。本课题研究的重点 既是综合应用虚拟仪器技术、 网络技术与数据库技术进行基于网络的远程测控系 统的开发。 1.51.5 论文的主要工作及内容安排 本文主要是通过 vb、 labview 以及 sqlserver 技术来完成旋翼试验塔测试系 统的设计工作。采用了了虚拟仪器技术，虚拟仪器是当今计算机辅助测试(cat) 领域的一项新形重要技术，具有很好的发展前景。本文将深入研究通过虚拟仪器 技来完成测控系统的相关技术，以及 gpib、数据库、网络通信等相关技术。 本文第二章首先介绍了系统开发所使用的开发工具 vb，并在此基础上介绍 了 vb 开发测控系统过程中所使用的相关技术，在第二章的第三节介绍了系统数 据库的开发工具，介绍了系统所使用的 sql 技术。 第三章主要介绍了系统中所使用的关键技术，首先介绍了系统的体系结构， 考虑了各种体系结构的优缺点，选择了本系统所用的体系结构，数据处理技术对 测控系统来说至关重要， 本系统主要采用了软件滤波以及同步数据处理两种数据 处理方法。最后，介绍了数据访问技术ado 技术。 第四章介绍了系统的实现，首先给出了系统的整体结构，采用 gpib 实现数 据采集功能， datasocket 实现远程测控， winsock 实现网络通信以及报警的实现， 在本章的后半部分，给出了系统的界面及系统的主要功能。 第五章是本论文的总结。该章概括了本论文的主要工作和成果，并指出了今 后进一步的研究方向。 南昌航空大学硕士学位论文南昌航空大学硕士学位论文 软件工具的选择软件工具的选择 9 第二章 软件开发工具的选择 第二章 软件开发工具的选择 2.12.1 编程工具的选择 目前windows系统平台下应用程序的可视化开发工具主要有visual basic、 visual c+、delphi、c+builder等。考虑到系统的复杂程序和计算机语言的通 用性，本系统的开发选用微软公司的软件开发工具visual basic6.0版，主要是 基于vb具有以下特点： (1)能生成面向windows的16位或32位应用程序，这使得程序的兼容性很强。 (2)可视化的界面设计技术，用户可直观地生成具有专业效果的界面。 (3)完善的程序调试和错误处理功能以及优秀的集成编程环境。 (4)面向对象的设计思想，虽然仍不是一种纯粹的oop语言，但它通过的对象 属性和方法调用实现了类似vc+中类的成员变量和成员函数的定义与封装。 (5)丰富的控件和api函数资源，控件可用来构造应用程序的对象，控件编制 者已经在其内部封装了相应的属性、方法和事件，可直接调用。windows的应用 程序接口（api）函数可在vb中直接调用，从而大大扩充了vb的功能。 (6)支持动态数据交换(dde)、 对象链接和嵌入 （ole） 、 activex automation。 dde是指两个不同程序间的数据交换，ole可以将不同的应用程序连接起来。 activex automation技术则可以在应用程序中访问和控制具有标准com接口的其 他应用程序，如office、autocad等。 (7)支持动态链接库（dll），vb不具有一些低级语言的功能，如访问硬件接 口，须通过引入用其它语言编写的dll即可实现同样的功能。这为vb提供了广阔 的应用前景。 (8)支持activex com技术，作为微软公司倡导的技术发展方向，activex com 技术利用部件对象模型，可生成各种activex部件，这些部件本质是一段可重用 的代码和数据，可大大减少程序开发时间。 (9)强大的数据库访问功能。通过dao、rdo、odbc以及最新的ado数据接口技 南昌航空大学硕士学位论文南昌航空大学硕士学位论文 软件工具的选择软件工具的选择 10 术，vb能访问各种类型的数据库，无论是在本地机还是网络服务器端均可实现。 2.2 2.2 vb 开发测控系统的相关技术 vb是微软公司推出的拥有全球众多用户的优秀的可视化编程环境， 它巧妙的 把windows编程的复杂性封装起来，使编程人员能轻松地编写windows应用程序。 vb使用了面向对象的编程思想，引进了许多全新的概念。 对象是代码和数据的组合，可以作为一个整体来处理。窗体、控件、数据库 甚至word、excel等支持activex技术的应用程序都是对象，整个应用程序本身也 是一个对象。在vb中，所有对象都是由类定义的。工具箱中的控件是控件类，窗 体上使用的具体控件则是类的实例。这个实例就表现为应用程序中可引用的对 象。对象所具有的属性、事件和方法都是在类中定义的。类就像是一个蓝图或模 板，封装了由它生成的对象所具有的功能和访问接口，它可以被重复使用，从而 可大大提高编程效率。 2.2.1 对象的属性 2.2.1 对象的属性 属性是对象的数据，用来表示对象的状态。对象的属性都有属性值，改变属 性值就相当于改变了对象的特征， 属性的改变可以是在设计状态下通过属性窗口 设置，也可以在运行时通过程序代码来设置。少数属性只能在设计或运行状态下 设置。用代码设置属性的格式为： perty=expression或set perty=objectexpression 后者赋给对象属性一个现在对象的引用或一个对象新实例。这里的object 可以是单一层次的父对象或复杂的具有多个层次的对象集中的子对象。 设置对象 属性的实质就是赋值给对象类中的成员变量。 2.2.2 对象的方法 2.2.2 对象的方法 对象中不仅具有数据还有代码。对象的代码就是对象的方法，其实质是在对 象类中定义的成员函数，以实现特定的功能。方法决定了对象可以执行的动作。 方法中的代码是不可见的。调用对象方法的格式为：object.method。 南昌航空大学硕士学位论文南昌航空大学硕士学位论文 软件工具的选择软件工具的选择 11 form.show 如将窗口form1显示出来 2.2.3 对象的事件 2.2.3 对象的事件 vb应用程序是由事件驱动的，即只有在事件发生时应用程序才会运行。如果 没有事件发生那么整个程序就处于待命状态。如果说属性决定了对象的特征，方 法决定了对象的行为，那么事件就决定了对象之间联系的方式。vb中的事件表现 为对象识别的动作，如点击鼠标、载入窗体、输入文字等。每个对象都有一个在 对象类中预定义的事件集，以响应不同的用户操作。vb编程的核心就是为了每个 要处理的事件编写相应的事件过程， 以便在用户或系统触发该事件时执行指定的 操作，事件过程的执行是顺序进行直到程序结束为止。尽管每个对象要响应的事 件很多，但事件的捕获并不需要用户实现，而是由vb自身完成。就其本质而言， 是windows先产生消息，后由vb通过窗口程序来接受、处理消息并把某些消息转 化为事件， 进而驱动对象的事件过程。 普通用户并不需要感觉到窗口程序的存在， 高级用户可以通过api函数callwindowproc来拦截或更改windows产生的消息。 当 未编写事件过程（含代码程序）的事件发生时，vb会调用windows系统的默认方 式来处理。这样只有当用户要以特定的方式来响应某个事件时，才需要编写相应 的事件过程，从而极大地节省了编程人员的工作。 2.2.4 微软 activex 技术简介 2.2.4 微软 activex 技术简介 微软公司一直致力于定义一个可扩充的开放标准，用于软件互操作性。部件 对象模型，包括automation和activex规范，使开发人员可以把经过测试的标准 部件装配为应用程序，从而缩短编程时间，大大提高编程效率。 所谓activex部件就是一些可执行代码，比如一个后缀是.exe、.dll、.ocx 文件，它们在提供对象时遵循activex的规范。activex部件可重复利用，使用者 不需要了解这些控件的具体实现过程，因而节省了开发资源，提高了开发效率。 以这种方式复用经过测试和标准化了的代码就叫做部件软件开发。 这已成为软件 工业中最引人注目的发展趋势，测控系统软件开发也不例外。使用activex技术 的部件软件开发与面向对象编程的意义不一样。 后者可以建立基于对象的软件部 件，而前者是将已创建的基于对象的部件组合起来，而这些部件可以通过许多不 南昌航空大学硕士学位论文南昌航空大学硕士学位论文 软件工具的选择软件工具的选择 12 同的工具来创建。即oop关心的是创建对象而activex关心的是使对象在一起工 作。 vb5.0版本开始，实现了activex部件的创建。vb为快速创建、调试和部署软 件部件提供了activex控件、activex文档、代码部件以及提供对象的应用程序等 工具。以在vb编程中应用最广泛的activex控件为例，activex控件是activex部 件中的一种，以前称为ole控件，是一个标准的用户接口元素，能够快速地把窗 体和对话框组装起来。vb不仅提供了各种各样的内置activex控件，而且可以使 用第三方提供的activex控件，如在测控软件开发中可使用他人编制的控制算法 软件、硬件端口访问控件或用户界面控件等。vb还可使程序编制人员将自己的业 务封装后再和一般的部件组合起来，创建具有特定功能的activex控件。 activex automation是部件对象模式的特征，是一种工业标准技术。它在两 个应用程序的内部对象中进行，并以客户服务器的方式进行控制。作为服务器 应用程序的对象提供一组可以访问的方法和属性， 作为客户应用程序通过标准的 接口访问服务器应用程序的对象。 本测控系统软件运用了activex com技术设计了一个数据处理activex.exe 代码部件，它可以直接在其他系统或被其他编程人员使用，实现了采集的数据输 出至sqlserver进行后续处理，提高了程序的兼容性。 2.2.5 接口的多态性 2.2.5 接口的多态性 部件对象模型的最显著的特性是对象具有实现多个接口的能力。除多态性 外，多个接口还提供了增量式或渐近式开发的方法，在发生发动时不必重新编译 系统中的所有部件。通过密切相关的函数组成的接口方式定义功能，就可以实现 部件所需的功能，需要时再通过实现附加的接口来扩展其功能。由于部件的新版 本在添加新接口或增强接口时，可以继续提供原有的接口，这样就简化了保持兼 容性问题，如果有必要，客户端应用程序的后续版本就可以使用它。 关于继承与多态性，绝大多数面向对象的编程工具通过来提供多态性。对小 规模的开发任务来说，这是一种很有效的技术，但大规模的系统中，这种方法是 有问题的。一方面，导致这些困难是由于需要对继承树深处的类作必要的改动。 为了获得改动后的优点必须进行重编译。如果到发布新版本的最后期限时，重新 南昌航空大学硕士学位论文南昌航空大学硕士学位论文 软件工具的选择软件工具的选择 13 编译失败将导致严重的后果。更严重的是，过分强调继承驱动多态性往往导致大 量的资源从开发任务到前沿设计任务的转移， 在最终用户可能发现通过掌握的 经验系统是否真地完成了期望的目的之前， 却没有解决积压的开发任务或缩短 时间。所以，快速原型工具和快速应用程序开发比oop工具得到更广泛的接受。 vb遵循com，强调多接口是提供多态性的一种更灵活的方法。这样，软件可以一 个接口一个接口地渐进开发， 而不是原来那样通过一个很长的设计过程从所有必 须的先例派生。刚开始时，对象可以比较小，只具有最少的功能，随着在实践中 明确该对象应该提供的功能，再不断实现这些新的功能，当实现新的接口时，继 续保留原有的代码以支持旧的接口。 vb使用implements关键字来提供一种与辅助接口公用的方式。例如，如果工 程引用了描述ifinance接口的类型库，则可以在类模块中包含以下代码： implements ifinance。由于类型库只包括接口，不包括实现方案，因此可以按 “标准接口的实现与使用”所描述的，给ifinance接口的每个属性和方法增加代 码。 为使用implements功能而创建接口，就是将其永久地具体化。接口不变性是 部件设计中很重要的原则，因为它保护原有的针对该接口编写的系统。当接口确 实需要增强时，就应创建一个新的接口。中以称新接口为interface2,以说明新 接口与已有接口的关系。频繁地生成新接口将命名部件中充斥大量的无用接口， 好的接口设计应该小而彼此独立，以尽可能减少对性能的影响，开始，则很快可 以让系统的一部分先运行起来。以后再通过添加接口扩展这个系统，从而获得真 正面向对象编程的优点。 2.2.6 动态链接库（dll）与应用程序接口（api）简介 2.2.6 动态链接库（dll）与应用程序接口（api）简介 动态链接库（dll）是包含一组过程和函数的可执行模块。它本身不可以直 接运行，而是在程序运行期间动态地链接到应用程序。它区别于在编译期间静态 链接到可执行文件的静态链接库。动态链接库在windows操作系统及其应用程序 中大量地使用，其主要的优点有： (1)使windows应用程序可以共享资源和代码、 节省内存空间、 提高编程效率。 在windows这一多任务操作系统中，对于静态链接库，若两个应用程序同时运行 南昌航空大学硕士学位论文南昌航空大学硕士学位论文 软件工具的选择软件工具的选择 14 且使用同一静态链接库的函数，那么就要有该函数的两个副本，而动态链接库则 允许若干个应用程序共享该dll的某个函数的单个副本。 (2)动态链接库可以用一种高级语言编写并编译成功后在另一种高级语言中 方便的调用。这种混合编程的方法可以综合各种编程语言的优点。在本测控系统 中就是在vb中调用c+编制的dll， 既利用了vb快速高效地生成用户界面和数据库 功能强大的优点，又发挥了c语言可以直接访问硬件和浮点运算快的长处。 (3)动态链接库是可执行模块，其源代码不公开，保密性好。而且dll与应用 程序分开，用户可以只更新、升级dll而不用更改已编译的可执行文件，若要在 vb中调用c+编写的dll函数，首先用declare声明语句在全局模块的代码中进行 声明。语句格式是： declare sub 过程名 lib“库名”alias“别名”（byval 参数 as 类 型）或declare function 函数名 lib“库名”alias“别名”（byval 参数 as 类型） as 类型 在c语言中有些函数类型为void类型，表示没有返回值，一般在vb中将跟函 数用sub关键字声明成过程。 lib关键字表示当前声明的过程或者函数所在的动态 链接库的名称。alias关键字指定函数的别名。使用别名是因为有些dll函数名太 长，或含有vb不能识别的不合法符号，或与vb中的关键字重名，这时不能直接把 dll库中的原函数名写在过程名或函数名处，而应写在别名处。用户在声明的时 候对过程名或函数名再重新命名，将来调用时两个名称表示同一个函数。 参数传递方式有传值方式和引用方式。vb有丰富的数据类型，其中有些类型 c动态链接库并不支持，如变长字符串、currency以及属性变量等。因此在调用c 动态链接训库时应注意使用合适的vb变量类型，否则会发生意外的错误。 windowsapi函数实质上也是一种dll函数， 只是这些dll函数由windows系统提供。 windowsapi由函数、 结构和消息组成， 可以分为4个功能类别： 窗口管理 （user） 、 图形设备接口（gui）、系统服务（kerner,内核）、多媒体。测控系统中往往需 要较频繁的图形操作，而其本身的图形方法较单一，耗费的系统资源多，许多图 形方法都是间接地使用api绘图函数实现的，如painpicture方法。 南昌航空大学硕士学位论文南昌航空大学硕士学位论文 软件工具的选择软件工具的选择 15 2.3 数据库开发工具的选择 2.3 数据库开发工具的选择 所谓数据库(database)就是指按一定组织方式存储在一起的， 相互有关的若 干个数据的结合，数据库管理系统(database management system)就是一种操纵 和管理数据库的大型软件，简称dbms，他们建立在操作系统的基础上，对数据库 进行统一的管理和控制，其功能包括数据库定义，数据库管理，数据库建立和维 护，于操作系统通信等。dbms通常由数据字典，数据描述语言及其编译程序，数 据操纵(查询)语言及其编译程序，数据库管理例行程序等部分组成。 关系数据库是以关系模型为基础的数据库，是根据表、记录和字段之间的关 系进行组织和访问的一种数据库，它通过若干个表table)来存取数据，并且通 过关系(relation)将这些表联系在一起，关系数据库提供了成为机构化查询语 (sql)标准接口，该接口允许使用多种数据库工具和产品，关系数据库是目前最 广泛应用的数据库。 关系型数据库一般可以分为两类:一类是桌面数据库， 例如access、 paradox、 foxpro、dbase，另一类就是客户服务器数据库，例如sqlserver、oracle和 sybase等。 根据本系统的开发及应用特点， 我们选择微软公司的sqlserver2000作为本软 件的数据库开发工具。 2.4 sql 技术 2.4 sql 技术 2.4.1 sql 简介 2.4.1 sql 简介 结构化查询语言(sql)是工业标准数据库操作语言.是visual basic与数据库 引擎之间进行通讯的基本方法，在大多数关系型数据库管理系统中，都需要用到 sql。 sql是一种数据库编程语言，它的起源与关系数据库有关，现代的sql已经发 展为关系数据库所广泛使用的标准，并且被ansi标准所定义。现在的标准是 sql92(ansix3,135-1992)。 一个 sql 查询至少要包括下面 3 个元素: 南昌航空大学硕士学位论文南昌航空大学硕士学位论文 软件工具的选择软件工具的选择 16 一个动词，例如 select，它决定了操作的类型。 一个谓词宾语，由它来指定一个或多个字段名，或者指定一个或多个对象。 一个介词短语，由它来决定动词在数据库中哪个对象上动作。 一个 sql 语句被传送给一个基于 sql 的查询引擎，产生结果数据集合。结果 集合以行(记录)和列(字段)的形式给出。 2.4.2 sql 查询类型 2.4.2 sql 查询类型 目前的 ansi 标准认可 4 种执行 sql 语句的方法: (1) 交互式 sql 交互式 sql 允许在一个类似于 dbase 的点命令提示符下输入 sql 语句。交 互式 dbase 命令的使用与交互式 sql 语句的使用非常类似。 交互式 sql 称为一个 批过程。如果在 sq,l 提示符下输入一个查询，查询结果将在计算机显示器上显 示。 (2)嵌入式 sql 大多数 sql 语言都支持把 sql 语句插入到普通的应用程序代码中。这样，不 一定使用固定的用户接口工具就可以通过 sql 访问数据库。 嵌入式 sql 允许用户 通过在 sql 语句之前加入一个关键字来执行 sql 语句。 嵌入式 sql 的优点在于进 一步为单一变量赋予属性值，其缺点是必须逐行地处理查询结果集合。 (3)存储过程或模块 sql 存储过程由一些 sql 代码组成，当应用程序通过 call 命令调用它时，它会 实现许多动作。利用 visual basic6.0 提供的数据环境设计器可以方便地使用存 储过程来执行各种操作。 (4)动态 sql 动态 sql 可以创建在编写语句时无法预测其内容的 sql 语句。 对数据库应用程序设计而言， 静态sql和动态sql都称为约束sql语句方法。 约束是指如何把 sql 语句组合到源代码和目标代码中， 如何向 sql 语句传送值以 及如何处理查询结果集合。 南昌航空大学硕士学位论文南昌航空大学硕士学位论文 软件工具的选择软件工具的选择 17 2.4.3 sql 语句 2.4.3 sql 语句 sql语句由命令、子句、运算符和合计函数构成，这些元素结合起来组成语 句，用来创更新和操作数据库。 任何sql命令都是以下面几种命令开头:select、create、drop、alter、 insert、delete或update