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组态软件图形组态模块和数据库访问模块设计与实现
作 者: 李杰
导 师: 李毅
学 校: 电子科技大学
专 业: 计算机系统结构
关键词: 集散控制系统 组态软件 图形组态 数据采集 工厂模式
分类号: TP311.52
类 型: 硕士论文
年 份: 2008年
下 载: 322次
引 用: 5次
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内容摘要
为了克服传统工业控制软件柔性差、开发周期长、不易维护、重复使用率低且价格昂贵等缺点,本文研究监控组态软件的关键技术,在Windows环境下,以VC7.0作为主要开发工具,完成了其中图形组态模块、数据采集存储模块、数据存储模块的设计与实现。本文采用设计模式中工厂模式来设计组态软件图形组态模块。设计模式是面向对象技术的实际应用。在实际软件项目中,工厂模式(Factory Method)是应用最广泛的设计模式。工厂模式定义一个用于创建对象的接口,让子类决定实例化哪一个类。工厂模式的应用使本系统的结构精巧简洁、易于理解。在以后维护中,很容易找到需要修改的地方,减少了维护的工作量。在需要添加新增功能时,也只需编写新的功能的代码,而不用去修改以前的逻辑,减少了新添加功能时带来的工作量。本文就图元的创建、保存、修改、绘图界面闪烁等项目中遇到的基本问题进行了详尽描述。数据采集模块收集数据处理单元通过以太网发送上来的实时数据,只在运行状态时运行。它采集工业实时数据,放入内存以供View模块访问,如实时趋势。数据采集模块利用共享“内存映像文件”即FileMapping技术,解决组态软件与下位机数据处理单元的交互通信问题。数据采集模块还对采集来的数据按照历史库、SOE、报警等业务逻辑进行处理。本文引入数据库缓冲访问技术,解决数据库访问慢和缓冲数据。数据库缓冲访问是通过多个进程可访问的队列来实现的。该队列利用内存映像文件实现,由于该队列有几个不同的线程会同时访问,本论文采用Windows内核对象:互斥量、信标实现同步。需要访问数据库的进程将数据库访问请求放入队列中,由另一个数据库访问模块进行实际的读取数据操作。该技术的应用,提高了数据库访问速度,提高了本系统可采集点的数目,可达到4万个点的采集。
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全文目录
摘要 4-5 Abstract 5-10 第一章 绪论 10-17 1.1 监控组态软件简介 10-14 1.2 组态软件在监控系统中的地位 14-15 1.3 课题来源 15-16 1.4 课题所研究的主要内容 16 1.5 本章小结 16-17 第二章 图形组态模块设计 17-35 2.1 图形组态模块的功能 17 2.2 图形组态设计思想 17-20 2.2.1 目前通用的图形设计方法 18 2.2.2 面向对象设计思想 18-20 2.3 图形组态系统的设计 20-22 2.3.1 工厂模式 20-21 2.3.2 基于工厂模式的类设计 21-22 2.4 图形组态模块的实现 22-31 2.4.1 基本图元分类 22 2.4.2 图形元素类的实现 22-23 2.4.3 图元的保存 23-24 2.4.4 图元的创建 24-26 2.4.5 典型图元编辑操作实现 26 2.4.6 图形组合和分解 26-28 2.4.7 图形对象拾取判断 28-29 2.4.8 绘图界面闪烁处理 29-31 2.5 动画连接模块的实现 31-33 2.5.1 动画连接概述 31-32 2.5.2 动画连接组态的实现 32-33 2.6 工程浏览器模块 33-34 2.7 本章小结 34-35 第三章 数据存储模块设计 35-44 3.1 数据存储模块整体架构 35-37 3.2 组态软件中需要存放在数据库中的数据 37-38 3.3 本系统对数据库的性能要求 38-40 3.4 Berkeley DB数据库介绍 40-43 3.5 本章小结 43-44 第四章 数据采集模块设计 44-53 4.1 数据采集模块整体架构 44-45 4.2 Windows 网络编程介绍 45-49 4.3 数据采集模块实现 49 4.4 采集模块与分散控制站通信数据 49-50 4.5 事故追忆、Sequence Of Event、报警处理 50-52 4.5.1 事故追忆 50-51 4.5.2 SOE处理 51 4.5.3 报警处理 51-52 4.6 本章小结 52-53 第五章 数据库访问模块设计与实现 53-68 5.1 进(线)程间通信及同步互斥 54-59 5.1.1 Windows内核对象 54 5.1.2 Win32 中进程间通信 54-56 5.1.3 进(线)程间的同步互斥 56-59 5.2 数据库缓冲访问设计思想 59-62 5.3 生产者-消费者模型 62 5.4 多进程同步访问队列的实现 62-66 5.4.1 多线程同步访问队列 63-65 5.4.2 内存映射文件实现 65-66 5.5 数据库访问模块测试 66-67 5.5.1 硬件环境 66 5.5.2 软件环境 66 5.5.3 测试结果 66-67 5.6 本章小结 67-68 第六章 结论和展望 68-70 致谢 70-71 参考文献 71-74 攻读硕士学位期间的研究成果 74-75
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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机软件 > 程序设计、软件工程 > 软件工程 > 软件开发
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