區(qū)域溫度定時(shí)網(wǎng)站更新系統(tǒng)設(shè)計(jì)

史永哲

（西安廣播電視大學(xué) 理工部，陜西 西安 710002）

隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用越來越廣泛。在我國，目前很多單位都擁有了自己的門戶網(wǎng)站，一些網(wǎng)站通常在網(wǎng)站主頁或其它網(wǎng)頁上顯示當(dāng)?shù)貧鉁亍５鄶?shù)網(wǎng)站頁面顯示的氣溫都是對氣象網(wǎng)站或其它網(wǎng)站數(shù)據(jù)的引用，所顯示的溫度并不等于單位所在區(qū)域內(nèi)的實(shí)際溫度，因此實(shí)際參考意義降低。為改進(jìn)這個(gè)問題，本文提供了一種從區(qū)域內(nèi)放置的溫度傳感器直接讀取溫度并自動(dòng)顯示在網(wǎng)站頁面上的方法。采用這種方法，可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)定時(shí)讀取傳感器傳回的實(shí)時(shí)溫度，寫入到相應(yīng)的文件；網(wǎng)頁從文件中讀取數(shù)據(jù)，定時(shí)將溫度更新到頁面上。整個(gè)過程不需要人為管理，達(dá)到了無伺服的效果。

1 系統(tǒng)概述

本系統(tǒng)是一個(gè)無伺服自動(dòng)接收傳感器數(shù)據(jù)，并存儲文件，同時(shí)自動(dòng)更新頁面數(shù)據(jù)顯示的計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。本系統(tǒng)由硬件和軟件兩部分構(gòu)成，硬件部分主要由溫度傳感器以及相應(yīng)的接口設(shè)備和接入線路構(gòu)成。軟件部分可分為兩方面，一方面是通過VB6.0高級編程語言實(shí)現(xiàn)將溫度傳感器傳回的溫度實(shí)時(shí)讀取，并將數(shù)據(jù)存儲到文件；另一方面是通過網(wǎng)站上的ajax的異步通信技術(shù)，不用刷新網(wǎng)頁，定時(shí)將文件中的數(shù)據(jù)定時(shí)讀出，用來更新網(wǎng)頁上特定元素的數(shù)據(jù)顯示，達(dá)到自動(dòng)定時(shí)更新網(wǎng)頁上數(shù)據(jù)顯示的效果。下面我們來具體介紹。

2 硬件構(gòu)成

圖1 硬件結(jié)構(gòu)圖Fig.1 The hardware structure diagram

系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)如圖1所示，其中，計(jì)算機(jī)可以是服務(wù)器，或通過局域網(wǎng)連接起來的別的計(jì)算機(jī)。要求計(jì)算機(jī)上能夠運(yùn)行VB6.0的編程開發(fā)環(huán)境，并具有標(biāo)準(zhǔn)的RS232串口或者RS485接口，通過該接口要實(shí)現(xiàn)的主要功能是數(shù)據(jù)采集處理和系統(tǒng)控制。ADAM4521是接口轉(zhuǎn)換模塊，是一款智能RS-422/485到RS-232轉(zhuǎn)換器，能夠?qū)S485或者RS422信號轉(zhuǎn)換為RS232信號[1]。ADAM4521模塊具有如下特點(diǎn)：可尋址，信號傳輸速度為115.2 kbps，內(nèi)置微處理器，不需要中間的握手信號。ADAM4013是熱敏電阻輸入模塊，能夠把熱敏電阻的模擬信號轉(zhuǎn)換為RS485的數(shù)字信號。ADAM4013模塊能利用自身的微處理器控制A/D轉(zhuǎn)換器，把電流、電壓或者熱敏電阻的模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號。該模塊可提供信號調(diào)整、測量范圍調(diào)整、A/D轉(zhuǎn)換等功能。該模塊的主要特點(diǎn)有：內(nèi)置看門狗、采樣率10次/秒、高壓隔離、誤差小于0.05%。這些參數(shù)基本能滿足絕大多數(shù)場合的應(yīng)用。溫度傳感器可選用鉑電阻Pt100，來測量-100℃到+100℃的溫度[2]。在使用時(shí)，可以將ADAM4013模塊的測量溫度系數(shù)a設(shè)為0.003 85。我們可以根據(jù)測量范圍和測量精度的不同要求選擇不同的溫度傳感器。

3 軟件實(shí)現(xiàn)

本系統(tǒng)的軟件實(shí)現(xiàn)分為兩部分，一部分是用VB6.0對硬件模塊的溫度采集功能進(jìn)行編程，實(shí)現(xiàn)定時(shí)采集數(shù)據(jù)，并將采集到的數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)文件中。另一部分利用Ajax技術(shù)，通過異步通信功能來定時(shí)在后臺讀取文件中數(shù)據(jù)，并顯示在指定的頁面位置，達(dá)到頁面數(shù)據(jù)自動(dòng)更新的效果。

3.1 溫度數(shù)據(jù)采集功能的程序設(shè)計(jì)

系統(tǒng)軟件主要采用VB6.0對RS232的串口編程，實(shí)現(xiàn)各硬件之間的通訊。軟件框圖流程如圖2所示。

圖2 程序流程圖Fig.2 Program flow chart

VB6.0對RS232的串口編程主要通過它的MSComm控件來實(shí)現(xiàn)。MSComm的英文全稱是Microsoft Communications Control，是微軟公司提供的簡化Windows下串行通信編程的ActiveX控件，它為應(yīng)用程序提供了串行接口收發(fā)數(shù)據(jù)的簡便方法，可為我們編寫的應(yīng)用程序提供串行通訊功能。MSComm控件提供了兩種處理通訊的方式：事件驅(qū)動(dòng)方式及查詢方式。我們可以利用MSComm控件的OnComm事件來捕獲并處理這些通訊事件。當(dāng)MSComm對象的CommEvent屬性的值發(fā)生變化時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)OnComm事件，即表示發(fā)生了一個(gè)通訊事件，或者產(chǎn)生了一個(gè)錯(cuò)誤。每個(gè)被使用的MSComm控件都對應(yīng)著一個(gè)串行端口，程序如果需要訪問多個(gè)串行端口，就必須要使用多個(gè)MSComm控件[3]。

MSComm控件的主要屬性有：CommPort：設(shè)置并返回端口號；Settings：以字符串形式設(shè)置并返回波特率、數(shù)據(jù)位、奇偶校驗(yàn)、停止位；PortOpen：設(shè)置或者返回通訊端口的狀態(tài)，也可用來打開和關(guān)閉一個(gè)端口；Input：從接收緩沖區(qū)中返回和刪除字符；Output：給緩沖區(qū)內(nèi)寫入一個(gè)字符串。ADAM模塊是通過使用一定的約定字符來實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的操作，經(jīng)常會(huì)用到的有："%0101210600"：設(shè)置端口；"#01"：讀串口 1的數(shù)據(jù)；"#02"：讀串口 2 的數(shù)據(jù)；"$010"：模塊自動(dòng)校準(zhǔn)；"$011"：偏移量校準(zhǔn)；"$012"：讀端口信息；"$01M"：讀模塊名稱。本軟件中用到的核心VB程序代碼有：

Const Cmdconfig="%0101210600"‘設(shè)置端口命令字符

Const CmddataIn1="#01"‘讀串口1的數(shù)據(jù)命令字符

Const CmddataIn2="#02"‘讀串口2的數(shù)據(jù)命令字符

Const CmdspanCalibration="$010"‘‘校準(zhǔn)命令字符

Const CmdoffsetCalibration="$011"‘偏移量校準(zhǔn)命令字符

Const CmdconfigStatus="$012"‘讀端口信息的命令字符

Const CmdmoduleName="$01M"‘讀模塊名的命令字符

Private Sub MSComm1_OnComm（）‘CommEvent值變化時(shí)運(yùn)行的事件子程序

Select Case MSComm1.CommEvent‘判斷MSComm1通訊事件的類型

Case ComEvReceive‘如果收到Rthreshold個(gè)字節(jié)產(chǎn)生的接收事件

MSComm1.Rthreshold=0‘關(guān)閉對OnComm事件的接收

Timedelay 500‘延時(shí) 500ms

temperatureStr1=Right（MSComm1.Input， 7）‘讀取 BCD 碼的高位字節(jié)

temperature=Val（temperatureStr1）‘得到溫度的數(shù)值

Open “wendu.txt” for random as#1 len=len（temperature）‘給wendu.txt中寫入數(shù)據(jù)。

Put#1，1，temperature‘將采集到的溫度數(shù)據(jù)寫入wendu.txt的第一行。

Close#1‘關(guān)閉文件

MSComm1.Output=CStr（CmddataIn） &vbCr‘發(fā)送讀數(shù)據(jù)命令

MSComm1.InBufferCount=0‘清空緩存

MSComm1.Rthreshold=1‘關(guān)閉OnComm的事件接收

Case Else

End Select

End Sub

上述程序代碼得到的temperature變量即是待測介質(zhì)的實(shí)際溫度。我們通過VB的定時(shí)器（可以每10分鐘）以覆蓋方式將其值定時(shí)保存到wendu.txt文件的第一行 （定時(shí)器代碼略）。下面我們來通過ajax的異步通信功能實(shí)現(xiàn)網(wǎng)頁定時(shí)讀取wendu.txt中的溫度數(shù)據(jù)。

3.2 通過ajax實(shí)現(xiàn)頁面數(shù)據(jù)的異步更新

Ajax的英文全稱是 Asynchronous JavaScript And XML，意思即是異步的JavaScript和XML，是一種用于創(chuàng)建快速動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁的技術(shù)[4]。Ajax在后臺通過與服務(wù)器進(jìn)行少量的數(shù)據(jù)交換，可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)頁的異步更新，這意味著它可以在不重新加載整個(gè)頁面的情況下，對網(wǎng)頁的某個(gè)部分進(jìn)行更新。該方法可以讓W(xué)eb頁面不用打斷交互流程以及重新加裁，就可以進(jìn)行動(dòng)態(tài)地更新。在Ajax中的應(yīng)用中，起關(guān)鍵作用的是XmlHttpRequest對象。XMLHttpRequest對象在大部分瀏覽器上已經(jīng)實(shí)現(xiàn)且擁有一個(gè)簡單的接口，允許數(shù)據(jù)從客戶端傳遞到服務(wù)器端，但不會(huì)打斷用戶當(dāng)前的操作。從名稱上看，XMLHttpRequest傳遞的數(shù)據(jù)格式是XML格式的數(shù)據(jù)，但實(shí)際上，使用XMLHttpRequest可以傳送任何格式的數(shù)據(jù)[5]。本系統(tǒng)的頁面和數(shù)據(jù)文件之間的訪問關(guān)系如圖3所示，Index.htm通過使用XMLHttpRequest對象訪問Read.asp，達(dá)到對Wendu.txt文件中數(shù)據(jù)的訪問。

在Index.htm頁面中我們設(shè)計(jì)的核心代碼如下：

＜script language="javascript"＞

var myrequest=false；//給myrequest對象賦初值為false

try{//嘗試在不同的瀏覽器版本建立XmlHttpRequest對象

myrequest=new XMLHttpRequest （）； //嘗 試 創(chuàng) 建XMLHttpRequest對象

}catch （trymicrosoft） {//如果失敗

try{

myrequest=new ActiveXObject（"Msxml2.XMLHTTP"）； //

圖3 文件訪問結(jié)構(gòu)圖Fig.3 File access structure

嘗試建立較新版本的兼容對象

}catch （othermicrosoft） {//如果還失敗

try{

myrequest=new ActiveXObject（"Microsoft.XMLHTTP"）；

//嘗試建立較老版本的兼容對象。

}catch （failed） {//如果還失敗

myrequest=false； //給myrequest變量賦值為 false

}

}

}

function getCustomerInfo（）{//建立定時(shí)自動(dòng)運(yùn)行的函數(shù)getCustomerInfo（）

myrequest.open （"GET"，”Read.asp”， true）； //定時(shí)訪問Read.asp動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁

myrequest.onreadystatechange=updatePage （）； //獲取當(dāng)前HTML的就緒狀態(tài)

myrequest.send （null）； //發(fā)送請求，null表示不發(fā)送額外數(shù)據(jù)

window.setTimeout （"getCustomerInfo （）"，600000）； //每10分鐘執(zhí)行一次本函數(shù)

}

function updatePage（）{//判斷網(wǎng)頁的就緒狀態(tài)函數(shù)

if（myrequest.readyState==4） {//如果服務(wù)器完成發(fā)送響應(yīng)

if（myrequest.status==200） //如果處理的狀態(tài)是正常的

document.getElementById （"wd"）.value =myrequest.responseText；//在頁面顯示傳回的數(shù)據(jù)

}

}

在Read.asp頁面中我們設(shè)計(jì)的核心代碼如下：

＜%

Set Fs=Server.CreateObject（"Scripting.FileSystemObject"）//建立文件系統(tǒng)對象

Set Rs=FS.OpenTextFile（Server.MapPath（"wendu.txt"）， 1，F(xiàn)alse）//以只讀模式打開文件

response.write（Rs.ReadLine）//讀取第一行的內(nèi)容，并將內(nèi)容寫到返回結(jié)果中

Rs.Close//關(guān)閉 wendu.txt

Set Rs=Nothing

Set Fs=Nothing

%＞

在上述文件中，Index.htm是顯示并更新數(shù)據(jù)的頁面；Read.asp是數(shù)據(jù)處理頁面，即讀取wendu.txt中的數(shù)據(jù)并返回。函數(shù)getCustomerInfo（）的功能是每10分鐘執(zhí)行一次自身包含的代碼，這些代碼主要包括定時(shí)訪問Read.asp頁面并返回?cái)?shù)據(jù)，根據(jù)判斷Read.asp頁面是否就緒等。Update（）函數(shù)的作用是判斷Read.asp網(wǎng)頁的就緒狀態(tài)，在狀態(tài)就緒的情況下，才能執(zhí)行發(fā)送訪問請求，并用返回的數(shù)據(jù)來更新網(wǎng)頁中元素的屬性值[6]。通過這些代碼，可以定時(shí)將wendu.txt文件中第一行數(shù)據(jù)[7]定時(shí)讀取到index.htm中，并顯示在index.htm中ID為“wd”的標(biāo)簽上[8]。這樣，就實(shí)現(xiàn)了從文件數(shù)據(jù)到頁面數(shù)據(jù)的自動(dòng)定時(shí)更新。

4 結(jié) 論

本系統(tǒng)所需設(shè)備簡單，硬件的連接較為方便，易于實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)只占用了PC機(jī)的一個(gè)串口，占用資源較少。不需要數(shù)據(jù)采集卡以及硬件的驅(qū)動(dòng)程序，可使用VB程序設(shè)計(jì)語言中的串口控件對象來自己編寫數(shù)據(jù)采集程序，靈活性比較大。本系統(tǒng)的功能比較實(shí)用，不但可以在網(wǎng)站上應(yīng)用，亦可推廣至家庭電腦上使用。本系統(tǒng)涵蓋了計(jì)算機(jī)硬件和軟件兩方面的技術(shù)應(yīng)用[9]，涉及到了設(shè)備連接、接口編程、網(wǎng)頁設(shè)計(jì)等，系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)果可靠。讀者如果能親身實(shí)踐，必能品嘗到自己動(dòng)手設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的樂趣，激發(fā)出學(xué)習(xí)和研究計(jì)算機(jī)應(yīng)用功能的興趣和動(dòng)力。

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