DDE與COM技術(shù)在組態(tài)軟件開發(fā)中的應(yīng)用方案
時間:2008-02-13 14:18:00來源:mawei
導(dǎo)語:?隨著各類嵌入式系統(tǒng)和現(xiàn)場總線的蓬勃發(fā)展,組態(tài)軟件越來越成為工業(yè)自動化系統(tǒng)中的靈魂。
隨著各類嵌入式系統(tǒng)和現(xiàn)場總線的蓬勃發(fā)展,組態(tài)軟件越來越成為工業(yè)自動化系統(tǒng)中的靈魂。它在實時數(shù)據(jù)存儲、檢索和圖形顯示及人機(jī)對話等方面都具有獨特的效果。但是組態(tài)軟件的腳本語言非常簡單,在數(shù)據(jù)處理、算法實現(xiàn)等方面相對薄弱。這從一定程度上限制了組態(tài)軟件在工業(yè)自動化中的應(yīng)用。
Matlab作為一款優(yōu)秀的數(shù)值計算軟件,提供了應(yīng)用于信號處理、工業(yè)控制、應(yīng)用數(shù)學(xué)等各個領(lǐng)域的工具箱,但是它對運行環(huán)境的要求非常高,而且占用了龐大的系統(tǒng)資源,生成實用的人機(jī)對話界面的能力不強(qiáng)。
為了開發(fā)出具有友好人機(jī)對話界面、實現(xiàn)多種控制算法并完成實時數(shù)字信號處理的組態(tài)軟件,可以使用Matlab進(jìn)行數(shù)值計算,將處理后的數(shù)據(jù)傳輸給組態(tài)軟件進(jìn)行人機(jī)對話界面開發(fā),以此發(fā)揮它們各自的優(yōu)點。這樣,開發(fā)軟件之間的數(shù)據(jù)交換和處理就成為問題的關(guān)鍵。
本文根據(jù)Matlab和應(yīng)用非常廣泛的組態(tài)軟件In—Touch提供的編程接口和數(shù)據(jù)通信協(xié)議,提出了一種使用DDE和COM技術(shù)進(jìn)行組態(tài)軟件開發(fā)的方法。
1、基本思路與系統(tǒng)構(gòu)架
動態(tài)數(shù)據(jù)交換(DDE)是一個由Microsoft開發(fā)的通信協(xié)議。該協(xié)議允許在Windows環(huán)境中的應(yīng)用程序之間彼此發(fā)送/接收數(shù)據(jù)和指令。它在兩個同時運行的應(yīng)用程序之間實現(xiàn)客戶服務(wù)器關(guān)系。服務(wù)器應(yīng)用程序提供數(shù)據(jù)并接收對這些數(shù)據(jù)感興趣的其它應(yīng)用程序的請求。發(fā)請求的應(yīng)用程序叫做客戶。InTouch可以利用Microsoft的DDE與其他Windows程序通信,并可同時作為客戶或服務(wù)器程序。
Matlab提供了多種混合編程的方法,但是這些方法大都不能脫離Matlab的運行環(huán)境,也不方便其它應(yīng)用程序調(diào)用。為了擺脫Matlab運行環(huán)境,并在其基礎(chǔ)上進(jìn)行功能模塊設(shè)計,方便其它應(yīng)用程序調(diào)用,MathWorks公司推薦使用COM builder在Matlab環(huán)境下開發(fā)COM。COM是Component Object Module的簡稱,它是一種通用的對象接口,任何語言只要按照這種接口標(biāo)準(zhǔn)就可以調(diào)用它。
這樣,可以使用Matlab開發(fā)COM組件,在VC下開發(fā)DDE服務(wù)程序,使其與InTouch進(jìn)行數(shù)據(jù)通信,而這個DDE服務(wù)程序調(diào)用Matlab開發(fā)的COM進(jìn)行數(shù)值處理和算法實現(xiàn)。在實際工業(yè)自動化的組態(tài)軟件開發(fā)中,可以使用VC進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集、命令的發(fā)送和復(fù)雜的流程控制;使用Matlab下開發(fā)的COM完成復(fù)雜的算法實現(xiàn)和數(shù)字信號處理編程;在InTouch下實現(xiàn)人機(jī)對話界面并接收使用者的命令。具體的系統(tǒng)構(gòu)架如圖1所示。
2、應(yīng)用實現(xiàn)
Windows DDE功能應(yīng)用的核心是DDE事務(wù)管理庫(DDEML),它負(fù)責(zé)管理Windows操作系統(tǒng)下應(yīng)用程序間的DDE會話和通信,還向用戶提供了一系列的應(yīng)用程序接口API函數(shù)。
DDE實現(xiàn)程序間的通信是通過三個標(biāo)識約定的:
應(yīng)用程序名(Application):進(jìn)行DDE對話雙方的名稱;
主題(Topic):被討論的數(shù)據(jù)域;
項目(Item):被討論的特定數(shù)據(jù)對象。
在DDE服務(wù)程序中首先使用DdeInitialize進(jìn)行初始化,然后調(diào)用DdeCreateStringHandle建立應(yīng)用程序名、主題和項目等標(biāo)識的句柄,再通過DdeNameService在操作系統(tǒng)中注冊DDE服務(wù)程序的名字。根據(jù)這些句柄,客戶程序就可以使用它提供的DDE服務(wù)了。在VC++中的程序?qū)崿F(xiàn)如下:
#include……
DWORD idInstc=0,iData;//iDate是項目對應(yīng)的數(shù)據(jù)
HSZ hszSvr,hszTopic,hszIrem;
DdeInitialize(&idInst,(PFNCALLBACK)DdeCallback,CBF_
FAIL_EXECUTES┃CBF_SKIP_ALLNOTIFICATIONS,0L);
//建立應(yīng)用程序名、主題和項目等標(biāo)識的句柄
hszSvr=DdeCreateStringHandle(idInst,“DDEApp”,0);
hszTopic=DdeCreateStringHandle(idInst,“DDEAppTopic”,0);
hszItem=DdeCreateStringHandle(idInst,“DDEApphem”,0);
//在操作系統(tǒng)中注冊該DDE服務(wù)
DdeNameService(idInst,hszSvr,0L,DNS_REGISTER);
……
DDE服務(wù)程序的核心部分是一個回調(diào)函數(shù),它處理所有DDE消息及相應(yīng)數(shù)據(jù)請求。DDE服務(wù)程序回調(diào)函數(shù)的代碼如下:
HDDEDATA CALLBACK DdeCallback (WORD usType,WORD usFmt,HCONV hConv,HSZ hsz1,HSZ hsz2, HDDE—DATA hData,DWORD 1Datal,DWORD 1Data2){CHAR sz[5]
if(usType==XTYP_CONNECT){ //得到連接請求return((HDDEDATA)TRUE);
}
//校驗主題、項目的句柄及數(shù)據(jù)格式
if(hszl==hszTopic && hsz2==hszItem && usFmt==CF_TEXT){
if(usType==XTYP_REQUEST‖usType==XTYP_ ADVREQ){//得到數(shù)據(jù)請求
_itoa(iData,sz,10);//將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為文本格式
return DdeCreateDataHandle(idInst,(LPBYTE)sz,
strlen(s2)十1,0L,hszItem,CP_TEXT,0);
}
if(usType==XTYP_POKE){//得到客戶端發(fā)送來的數(shù)據(jù)
DdeGetData(hData,(LPBYTE)sz,strlen(sz)十1,0L);
iData=atoi(sz); //保存數(shù)據(jù)
DdePostAdvise(idInst,hszTopic,hszItem);
return((HDDEDATA)DDE_FACK);
}
}
return 0;
}
在任何需要向DDE客戶端發(fā)送數(shù)據(jù)時使用Dde-PostAdvise觸發(fā)XTYP_ADVREQ,從而達(dá)到向客戶程序發(fā)送數(shù)據(jù)的目的。
在InTouch的標(biāo)記名字典中定義I/O類型變量,以此調(diào)用DDE服務(wù)程序發(fā)送過來的數(shù)據(jù)。在聲明I/O類型的訪問名時只要確定DDE服務(wù)程序的應(yīng)用程序名、主題名和項目名即可。
組態(tài)軟件中的數(shù)值計算和實時數(shù)字信號處理部分在Matlab中實現(xiàn)并以COM組件的方式提供。這個部分的關(guān)鍵是Matlab下M文件的編寫、COM組件的形成和DDE服務(wù)程序中對COM的調(diào)用。
COM組件實際是一個C十十類,但接口都是純虛類,組件從接口派生而來。在Matlab下通過鍵人comtool啟動combuilder,根據(jù)提示設(shè)置類的名字和一些其它選項。為這個類添加方法(methods)通過向工程中添加M文件實現(xiàn)。這個M文件不是腳本文件而是函數(shù)文件。添加屬性(Properties)則是在M文件中通過Global定義。至于事件(events)則需要用到語法%#event。舉例說明如下:
%mymethod.m文件源代碼 %myevent.m文件源代碼
function mymethod function myevent
global mValue; %#event
……
將以上兩個文件添加到這個工程中則添加了一個方法mymethod、屬性mValue和事件myevent。通過編譯生成一個d11文件。這個dll就是COM的發(fā)布形式。
在VC中調(diào)用此COM與調(diào)用其它COM是一樣的,所不同的是需要在VC的工程中包含Matlab提供的文件,具體操作是在Include files中添加\externclude\和\externn\cpp,在Library files中添加\extern\win32和\extern\win32\Mi-crosoft。
Combuilder也提供了COM組件的打包工具,它生成一個自解壓文件,通過它實現(xiàn)必要的DLL安裝和COM注冊。
在DDE服務(wù)程序中調(diào)用COM組件進(jìn)行數(shù)值計算和信號處理并向InTouch提供DDE服務(wù),在InTouch中通過調(diào)用DDE傳來的數(shù)據(jù)充實人機(jī)對話界面并接收操作者的命令以完成系統(tǒng)的功能。
3、實際開發(fā)中細(xì)節(jié)問題的考慮
Matlab下的COM組件開發(fā)是Matlab6.5才有的功能,早期的版本并沒有這個模塊。另外,并不是所有的Matlab工具箱都支持COM編譯,這時可以考慮使用其它的函數(shù)代替,也可以使用DDE調(diào)用Matlab函數(shù),但是這樣不能脫離Matlsb的運行環(huán)境。
在組態(tài)軟件中使用DDE和COM技術(shù)可以充分發(fā)揮Matlab在數(shù)值計算中的功能和InTouch在人機(jī)對話界面開發(fā)中的獨特效果,適用于功能模塊設(shè)計和大規(guī)模組態(tài)軟件的開發(fā)。