DDE与COM技术在组态软件开发中的应用方案.docx

DDE与COM技术在组态软件开发中的应用方案随着各类嵌入式系统和现场总线的蓬勃开展，组态软件越来越成为工业自动化系统中的灵魂。它在实时数据存储、检索和图形显示及人机对话等方面都具有独特的效果。但是组态软件的脚本语言非常简单，在数据处理、算法实现等方面相对薄弱。这从一定程度上限制了组态软件在工业自动化中的应用。Matlab作为一款优秀的数值计算软件，提供了应用于信号处理、工业控制、应用数学等各个领域的工具箱，但是它对运行环境的要求非常高，而且占用了庞大的系统资源，生成实用的人机对话界面的才能不强。为了开发出具有友好人机对话界面、实现多种控制算法并完成实时数字信号处理的组态软件，可以使用Matlab进展数值计算，将处理后的数据传输给组态软件进展人机对话界面开发，以此发挥它们各自的优点。这样，开发软件之间的数据交换和处理就成为问题的关键。本文根据Matlab和应用非常广泛的组态软件InTouch提供的编程接口和数据通讯协议，提出了一种使用DDE和COM技术进展组态软件开发的方法。1、根本思路与系统构架动态数据交换DDE是一个由Microsoft开发的通讯协议。该协议允许在Windows环境中的应用程序之间彼此发送接收数据和指令。它在两个同时运行的应用程序之间实现客户效劳器关系。效劳器应用程序提供数据并接收对这些数据感兴趣的其它应用程序的恳求。发恳求的应用程序叫做客户。InTouch可以利用Microsoft的DDE与其他Windows程序通讯，并可同时作为客户或者效劳器程序。Matlab提供了多种混合编程的方法，但是这些方法大都不能脱离Matlab的运行环境，也不方便其它应用程序调用。为了摆脱Matlab运行环境，并在其根底上进展功能模块设计，方便其它应用程序调用，MathWorks公司推荐使用COMbuilder在Matlab环境下开发COM。COM是ComponentObjectModule的简称，它是一种通用的对象接口，任何语言只要按照这种接口标准就可以调用它。这样，可以使用Matlab开发COM组件，在VC下开发DDE效劳程序，使其与InTouch进展数据通讯，而这个DDE效劳程序调用Matlab开发的COM进展数值处理和算法实现。在实际工业自动化的组态软件开发中，可以使用VC进展数据的收集、命令的发送和复杂的流程控制；使用Matlab下开发的COM完成复杂的算法实现和数字信号处理编程；在InTouch下实现人机对话界面并接收使用者的命令。详细的系统构架如图1所示。2、应用实现WindowsDDE功能应用的核心是DDE事务治理库DDEML，它负责治理Windows操纵系统下应用程序间的DDE会话和通讯，还向用户提供了一系列的应用程序接口API函数。DDE实现程序间的通讯是通过三个标识约定的：应用程序名Application：进展DDE对话双方的名称；主题Topic：被讨论的数据域；工程Item：被讨论的特定数据对象。在DDE效劳程序中首先使用DdeInitialize进展初始化，然后调用DdeCreateStringHandle建立应用程序名、主题和工程等标识的句柄，再通过DdeNameService在操纵系统中注册DDE效劳程序的名字。根据这些句柄，客户程序就可以使用它提供的DDE效劳了。在VC+中的程序实现如下：#includeDWORDidInstc0，iData；iDate是工程对应的数据HSZhszSvr，hszTopic，hszIrem；DdeInitialize&idInst，PFNCALLBACKDdeCallback，CBF_FAIL_EXECUTESCBF_SKIP_ALLNOTIFICATIONS，0L；建立应用程序名、主题和工程等标识的句柄hszSvrDdeCreateStringHandleidInst，“DDEApp，0；hszTopic=DdeCreateStringHandleidInst，“DDEAppTopic，0；hszItem=DdeCreateStringHandleidInst，“DDEApphem，0；在操纵系统中注册该DDE效劳DdeNameServiceidInst，hszSvr，0L，DNS_REGISTER；DDE效劳程序的核心局部是一个回调函数，它处理所有DDE消息及相应数据恳求。DDE效劳程序回调函数的代码如下：HDDEDATACALLBACKDdeCallbackWORDusType，WORDusFmt，HCONVhConv，HSZhsz1，HSZhsz2，HDDEDATAhData，DWORD1Datal，DWORD1Data2CHARsz5ifusTypeXTYP_CONNECT得到连接恳求returnHDDEDATATRUE；校验主题、工程的句柄及数据格式ifhszl=hszTopic&&hsz2=hszItem&&usFmtCF_TEXTifusTypeXTYP_REQUESTusType=XTYP_ADVREQ得到数据恳求_itoaiData，sz，10；将数据转换为文本格式returnDdeCreateDataHandleidInst，LPBYTEsz，strlens2十1，0L，hszItem，CP_TEXT，0；ifusTypeXTYP_POKE得到客户端发送来的数据DdeGetDatahData，LPBYTEsz，strlensz十1，0L；iDataatoisz；保存数据DdePostAdviseidInst，hszTopic，hszItem；returnHDDEDATADDE_FACK；return0；在任何需要向DDE客户端发送数据时使用Dde-PostAdvise触发XTYP_ADVREQ，进而到达向客户程序发送数据的目的。在InTouch的标记名字典中定义IO类型变量，以此调用DDE效劳程序发送过来的数据。在声明IO类型的访问名时只要确定DDE效劳程序的应用程序名、主题名和工程名即可。组态软件中的数值计算和实时数字信号处理局部在Matlab中实现并以COM组件的方式提供。这个局部的关键是Matlab下M文件的编写、COM组件的形成和DDE效劳程序中对COM的调用。COM组件实际是一个C十十类，但接口都是纯虚类，组件从接口派生而来。在Matlab下通过键人comtool启动combuilder，根据提示设置类的名字和一些其它选项。为这个类添加方法methods通过向工程中添加M文件实现。这个M文件不是脚本文件而是函数文件。添加属性Properties那么是在M文件中通过Global定义。至于事件events那么需要用到语法#event。举例讲明如下：mymethodm文件源代码myeventm文件源代码functionmymethodfunctionmyeventglobalmValue；#event将以上两个文件添加到这个工程中那么添加了一个方法mymethod、属性mValue和事件myevent。通过编译生成一个d11文件。这个dll就是COM的发布形式。在VC中调用此COM与调用其它COM是一样的，所不同的是需要在VC的工程中包含Matlab提供的文件，详细操纵是在Includefiles中添加externclude和externncpp，在Libraryfiles中添加externwin32和externwin32Mi-crosoft。Combuilder也提供了COM组件的打包工具，它生成一个自解压文件，通过它实现必要的DLL安装和COM注册。在DDE效劳程序中调用COM组件进展数值计算和信号处理并向InTouch提供DDE效劳，在InTouch中通过调用DDE传来的数据充实人机对话界面并接收操纵者的命令以完成系统的功能。3、实际开发中细节问题的考虑Matlab下的COM组件开发是Matlab65才有的功能，早期的版本并没有这个模块。另外，并不是所有的Matlab工具箱都支持COM编译，这时可以考虑使用其它的函数代替，也可以使用DDE调用Matlab函数，但是这样不能脱离Matlsb的运行环境。在组态软件中使用DDE和COM技术可以充分发挥Matlab在数值计算中的功能和InTouch在人机对话界面开发中的独殊效果，适用于功能模块设计和大规模组态软件的开发。0