论文总字数：16225字

目 录

1、绪论 1

1.1选题的背景和意义： 1

1.2国内外研究现状及发展方向 1

1.3 本文研究的主要内容 2

2、监控软件需求分析 3

2.1 用户需求分析 3

2.2系统结构分析 3

2.3系统的开发平台 4

2.4本章小结 5

3、上位机MFC界面设计及规划 5

3.1上位机界面的设计 5

3.2、本章小结 9

4、上位机主要功能的具体实现方法 9

4.1 登陆界面的设计与实现 9

4.2利用ADO访问数据库 9

4.2.1 ADO对象的导入 9

4.2.2 初始化OLE/COM库环境 10

4.2.3 连接到数据库 10

4.2.4 数据库的操作 10

4.3 Teechart图表的实现方法 11

4.3.1 Teechart简介及主要特性 11

4.3.2 Teechart实现主要步骤 11

4.4视频监控的设计与实现 11

4.4.1 VFW简介 12

4.4.2利用VFW获取视频监控画面 12

4.5 MFC Socket网络编程 12

4.5.1 socket简介 12

4.5.2 socket编程流程 14

4.6本章小结 16

5、监控系统软件的调试与解决方案 16

6、总结与展望 18

参考文献： 19

致谢 20

大型精密仪器上位机监控系统设计

朱俊

，China

Abstract:

The background of this project is the real-time monitoring and fault early warning research for the large precision instruments such as the telescope. Through the establishment of communication with the lower computer and accept the relevant data processed by lower computer, as well as display these data on the upper monitor surface.，we can achieve the purpose of monitoring equipment in a long distance and reduce unnecessary economic losses.

The main work of this paper is to use Microsoft visual studio for the compilation environment, call the basic class library MFC to design a monitoring system interface. The main function of monitoring system is to accept the lower computer data by Bluetooth receiver and display them both on the boxes and the chart, including temperature, noise, voltage and current. Also, these data will be stored in the call SQL server database. In addition, design a video surveillance system, so the manager can supervise it easily.

Keywords: monitoring system, MFC, host computer, SQL server.

1、绪论

1.1选题的背景和意义：

该课题是在当今社会生产力不断发展，人力、物力等劳动力成本不断增加，设备现场环境越来越复杂的背景下产生的。近些年随着制造业的发展，我国早已经成为制造业大国，且纵观全球制造业，都向着大型化、精细化方向发展。工业制作越来越集成化，智能化，精细化，伴随着的大型精密仪器设备数量的不断增长且扮演着越来越重要的角色。大型精密仪器以其功能全面，集成度高，效率高。高度自动化和智能化等特点备受青睐，成为企业生产和发展的核心设备。

大型精密仪器内部有着精密的工艺设计，集成着很多强大的功能，通常价格也非常昂贵。为保证其稳定运行，充分发挥作用，减少经济财产的直接损失，对其的监控系统的开发和设计十分必要且意义重大。通过设计与之配套的上位机监控软件，使设备软硬件更好的结合，也能更好的发挥软件系统自身的优势。通常情况下，一个配套的软件监控系统不仅能够很大程度上提高工业监控的效率和质量减轻机组维护人员的负担，保证设备和人员的安全性，更能在监控的规范性，操作的安全性，监控结果的可视性上提高有力保证。同时结合强大的数据库访问技术，给查看历史数据，判断设备工作稳定性带来了极大的便利。

遗憾的是，现代工业生产对获取设备运行状况的数据的实时性要求进一步提高，，以便及时釆取应对措施，某些特定复杂环境已经不再适合人进行实时的数据考察和测量。为了及时了解这些大型精密仪器的运行状态，我们可以利用传感器技术和视频监控技术设计一套设备监控系统，对设备的几个重要工作参数进行远程监控。这样，设备管理人员即使不在现场也可以了解现场设备的运行状态及各种生产信息。通过这些信息相关人员可以方便快速地判断设备的工作状态，以保证设备的正常运行，从而减少现场勘察人员，，达到减少人工成本的目的。此外，采用这套监控系统可减少不必要的损失和安全事故的发生，大大提高企业的经济效益，增强了企业核心竞争力。

1.2国内外研究现状及发展方向

由于我国进入工业化时期相对晚于西方发达国家，国外在设备监控这方面的研究发展早已经走在前列。但近几年来设备监控技术发展相对缓慢，我国也是紧追直上，目前而言，与发达国建相比基本持平。尤其在最近兴起的智能识别等视频监控领域，我国甚至超越的趋势。

在计算机监控软件的研究中，集散控制系统（DCS）应该是最熟悉、最早的，也是最早出现的，大致兴起于上世纪七十年代后期。该系统的主要特点可以简单概括为八个字：分散采集，集中监控。该监控系统模型出现后，被广泛认可和运用，带动力监控软件技术的快速发展。发展到九十年代后期，伴随着微软，谷歌等众多软件制造业的兴起，监控系统软件向着集成化和复杂化方向发展，但功能的强大，和盲目的强调集成性，致使软件的稳定性和可维护性变得很差。同时，工作量的增加导致监控软件的开发周期变得不可控，劳动力的大量投入也是软件使用成本大大增加，安全性，稳定性，可维护性也被画上了大大的问号。

进入21世纪以来，监控软件的开发呈现出两种不同的形式。组态编程与独立的监控软件。组态软件由于其模块化，高效率的优势，被众多软件制造商广泛应用但代码的效率需要进一步的优化。而独立设计的监控软件，得益于算法的优化，代码的效率一般都很到高，但开发周期过长。

经历了几十年的发展演变，监控软件发展渐渐的朝着标准化，网络化，智能化的方向发展。同时，随着各行业之间的不断渗透和交流频繁，监控软件的开发也呈现出开放性的趋势。

1.3 本文研究的主要内容

在本次设计中，使用的是目前较为成熟的MFC软件开发技术，在数据通讯方面，使用的是蓝牙无线技术来设计大型精密仪器的上位机监控软件系统，编译环境为Microsoft visual studio，编程语言为VC 。通过调用微软基础类库MFC，设计系统软件，并通过无线蓝牙(Bluetooth)模块与下位机(STM32)建立通信，实时接收下位机传送过来的信息，并进行存储。主要实现上位机界面的设计，上位机通信MFC socket编程，以及上位机的网络编程。上位机监控系统包含对仪器设备的温度、噪声、设备工作时的电压、电流相关参数的实时显示，还包括远程摄像头捕捉到的视频监控画面的显示。对于各参数，给定其正常波动范围，当某项数值超过该范围时，上位机发送报警信号，通过这种方式来保证设备的正常工作。此外，利用数据库访问计数，调用SQL server数据库，将各项参数的数据进行存储，方便管理人员查阅设备近期的工作状态。主机界面友好，操作方便。解决了管理者无法实时监控设备运行状态的问题。直观、方便、快捷。

2、监控软件需求分析

2.1 用户需求分析

我们设计的上位机监控系统是为了迎合某些实验场合现场监控设备运行情况的需要，对于用户需求的理解可以大致概括为以下几点：

1. 系统安全登陆界面的设计
2. 设备的主要参数的实时显示
3. 设备工作异常时的报警处理示
4. 主要设备参数的图形化显示
5. 查看设备工作状态历史数据
6. 设备远程视频画面实时显示

了解了用户的需求，对后续的方案制动和相关技术的选用会有直接的帮助作用，大大提高的系统开发的效率。为了实现上述的需求，必须先进行可行性分析，国外以及国内的监控软件系统设计大多采用组态编程，尽管组态软件编程高度集成且只能，但代码的执行效率以及稳定性比起自行设计的监控软件要差，我们这里设计的监控系统软件不需要很复杂的设计，主要目的是长期、稳定的监控设备仪器，确保监控稳定可靠。

这里计划根据用户需求，自行设计相配套的监控软件，为了确保软件系统的稳定性，准备以C 语言为编译语言，调用微软基础类库MFC进行整个上位机系统的开发，考录到数据的存储及查阅，以及上位机连接数据库的稳定可靠性，我们拟采用sql server数据库来进行数据的存储和访问。考录到这是一个实时连接的在线系统，在系统通讯方面，尽管有线连接相对可靠稳定，但综合考虑设备现场的复杂情况这里计划采用无线通讯技术，无线通讯技术进几年来已经变得相当的普及，使用范围也越来越广，高增益的无线天线的出现也为稳定的连接提供了技术保障。

2.2系统结构分析

该上位机监控系统软件是运行与pc端的，有效工作的前提是与STM32建立连接并实现数据的收发，而STM32的主要工作是进行相关数据的获取和预处理，为使整个系统结构清晰易懂，我们给出了如下系统结构拓扑，如图 1所示：

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