基于XML文档的监控组态软件设计

摘要

监控组态软件已经成为自动化工业现场搭建软件平台实现监控的重要手段。本设计以列车电源监控组态软件项目为背景，主要研究监控组态软件的结构、设计和具体实现。
　　首先，在介绍国内外监控组态软件发展及现有技术的基础上，提出了监控组态软件的总体设计方案。将监控组态软件分为组态软件和运行软件，组态软件将用户配置写入XML文档中，运行软件解析XML文档并按配置运行。
　　其次，介绍了监控组态软件的通讯过程，提出了多种通讯方式热备用的概念，设计了通讯管理线程，对通讯线程进行管理和调度，实现通讯热备用，提高了系统的可靠性。
　　再次，完成了组态软件的设计。重点介绍了组态软件中的图形组态系统，采用模块化设计思想，以ActiveX控件和从已有MFC类派生的方式定制了本设计所需要的图素，并结合CRectTracker技术让图素支持选中、移动、缩放操作。设计了图素操作接口类来管理和操作界面上的图素。在图素和图素操作接口设计完成的基础上，设计了组态工具箱和各组态界面来组织图素。
　　然后，采用XMLDOM技术设计了XML文档的操作接口，提供给组态软件和运行软件用来读写XML配置文件，并以三层树形结构的形式定义了本设计所使用的各个配置文件的格式。
　　最后，设计了运行软件，主要介绍了图素的动画连接过程，多曲线绘制等功能的实现技术。最终给出了实际硬件设备的联调测试，结果表明本软件操作简单流畅，运行稳定，可靠性强。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景和意义

1．2 监控组态软件的研究现状

1．3 监控组态软件未来发展趋势

1．4 本文的研究内容

2 监控组态软件的总体设计

2．1 系统需求分析

2．2 监控组态软件结构

2．3 组态软件结构设计

2．3．1 组态软件模块划分

2．3．2 组态软件操作流程

2．4 运行软件结构

2．4．1 运行软件模块划分

2．4．2 运行软件流程

2．5 监控组态软件的开发工具

2．6 本章小结

3 监控组态软件的通讯模块设计

3．1 多线程技术

3．2 通讯总体方案设计

3．3 串口通讯设计

3．3．1 串口通讯主要API函数介绍

3．3．2 串口通讯过程

3．4 以太网通讯设计

3．4．1 客户机╱服务器模式

3．4．2 基于TCP和UDP的Socket编程

3．4．3 以太网通讯过程

3．5 CAN通讯设计

3．5．1 CAN接口转换器的选择

3．5．2 CAN通讯过程

3．6 通讯管理线程设计

3．7 本章小结

4 组态软件设计

4．1 组态软件概述及组态流程

4．1．1 组态软件中的概念介绍

4．1．2 组态软件组态过程

4．2 CRectTracker技术简介

4．2．1 CRectTracker类的常用数据变量

4．2．2 CRectTracker类的常用成员函数

4．2．3 CRectTracker类在图形组态中的作用

4．3 基本图素的设计

4．3．1 基本图素类设计

4．3．2 图素封装类设计

4．4 图素操作接口设计

4．5 组态界面设计

4．5．1 组态主界面

4．5．2 组态工具箱

4．5．3 图素属性设置

4．6 本章小结

5 XML配置文件设计

5．1 XML文档技术

5．2 XML编程接口设计

5．2．1 XML DOM编程接口

5．2．2 XML操作接口封装类设计

5．3 XML配置文件格式设计

5．4 本章小结

6 运行软件设计

6．1 数据存档模块设计

6．1．1 实时数据文件格式定义

6．1．2 实时数据存档实现过程

6．2 ADIO图表显示模块

6．2．1 ADIO图表显示界面初始化过程

6．2．2 ADIO图表显示界面动画连接过程

6．2．3 变量取值算法

6．3 趋势曲线显示界面

6．3．1 曲线显示控件选择

6．3．2 曲线多坐标系显示的实现

6．3．3 变量选择

6．4 本章小结

7 系统调试结果

7．1 组态软件调试结果

7．1．1 系统测试环境

7．1．2 变量库模块测试

7．1．3 通讯配置模块测试

7．1．4 界面组态测试

7．2 运行软件调试结果

7．2．1 运行软件界面测试

7．2．2 通讯热备用测试

7．3 本章小结

结论与展望

致谢

参考文献