[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于通用串口的多路波形采集顯示和數(shù)據(jù)分析處理系統(tǒng)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210185574.1
• 申請(qǐng)日: 2012-06-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102722150A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-10-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賀驥;姜周;蒲曉珉;李永龍;肖唐杰
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)東方電氣集團(tuán)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G05B19/418
• 分類(lèi)號(hào): G05B19/418
• 代理公司: 成都天嘉專(zhuān)利事務(wù)所(普通合伙) 51211
• 代理人: 蘇丹

1.一種基于通用串口的波形采集顯示和數(shù)據(jù)分析處理系統(tǒng)，包括波形采集與顯示部分和數(shù)據(jù)分析與處理部分，其特征在于：本系統(tǒng)采用多線(xiàn)程架構(gòu)，波形采集與顯示部分通過(guò)從PC的RS232通用串行接口獲取下位機(jī)上傳的多路波形數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)處理之后用文本和波形圖顯示；于此同時(shí)，數(shù)據(jù)分析與處理部分進(jìn)行波形數(shù)據(jù)采集和處理顯示工作，顯示波形的連續(xù)實(shí)時(shí)變化；

所述RS232通用串行接口的串口波特率小于或等于115200bps，自動(dòng)識(shí)別和顯示多路波形，同時(shí)處理1-4路波形；?

所述RS232通用串行接口通訊過(guò)程為：RS232接口以字節(jié)為單位串行發(fā)送數(shù)據(jù)，每個(gè)字節(jié)數(shù)值范圍為0x00?–?0xFF，下位機(jī)循環(huán)發(fā)送多路波形的每個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)，例如，發(fā)送a、b、c三路波形，假設(shè)其在時(shí)間節(jié)點(diǎn)i上的數(shù)據(jù)值分別為ai、bi和ci，那么下位機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)的順序?yàn)椤i、bi、ci、ai+1、bi+1、ci+1、…；

為防止波形出現(xiàn)串混錯(cuò)誤，在每?jī)蓚€(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)之間插入一個(gè)標(biāo)志位，作為第一路波形數(shù)據(jù)的起始標(biāo)志，定義這個(gè)標(biāo)志位為0xFF；于是數(shù)據(jù)發(fā)送序列變?yōu)椤?xFF、ai、bi、ci、0xFF、ai+1、bi+1、ci+1、0xFF、…；由于0xFF被標(biāo)志位占用，因此波形數(shù)據(jù)的有效數(shù)值范圍為0x00?–?0xFE；波形數(shù)據(jù)應(yīng)禁止出現(xiàn)0xFF數(shù)值；

所述發(fā)送方法為：?

a、按時(shí)間節(jié)點(diǎn)順序發(fā)送多路波形的節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)，如…、0xFF、ai、bi、ci、0xFF、ai+1、bi+1、ci+1、0xFF、…；

b、以0xFF作為時(shí)間節(jié)點(diǎn)分割標(biāo)志；

與之對(duì)應(yīng)的接收方法具體為：

a、以0xFF作為時(shí)間節(jié)點(diǎn)檢測(cè)標(biāo)志

b、從當(dāng)前接收到0xFF標(biāo)志起，到下一個(gè)0xFF標(biāo)志之間，第一個(gè)字節(jié)作為波形1數(shù)據(jù)，第二個(gè)字節(jié)作為波形2數(shù)據(jù)，第三個(gè)字節(jié)作為波形3數(shù)據(jù)，第四個(gè)字節(jié)作為波形4數(shù)據(jù)；

c、若兩個(gè)標(biāo)志位之間不足四個(gè)字節(jié)，則沒(méi)有數(shù)據(jù)的波形不做處理；若兩個(gè)標(biāo)志位之間多于四個(gè)字節(jié)，第四個(gè)字節(jié)以后的字節(jié)直接忽略，保證良好的兼容性；

數(shù)據(jù)分析與處理部分將波形數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成表格形式，對(duì)任意一路波形通過(guò)快速傅里葉變換FFT進(jìn)行頻譜分析，通過(guò)有限沖激響應(yīng)數(shù)字濾波器FIR或無(wú)限沖激響應(yīng)數(shù)字濾波器IIR實(shí)現(xiàn)濾波，并顯示濾波前后的波形和頻譜圖對(duì)比。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于通用串口的波形采集顯示和數(shù)據(jù)分析處理系統(tǒng)，其特征在于：所述波形采集和顯示部分包括硬件驅(qū)動(dòng)模塊、參數(shù)設(shè)置模塊、數(shù)據(jù)讀寫(xiě)模塊、波形顯示模塊和錯(cuò)誤處模塊；硬件驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)PC機(jī)的串口等硬件設(shè)備；參數(shù)設(shè)置模塊設(shè)置串口相關(guān)參數(shù)，如波特率、端口號(hào)、緩存大小以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)參數(shù)；數(shù)據(jù)讀寫(xiě)模塊與下位機(jī)通過(guò)串口進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，并將讀取的多路波形數(shù)據(jù)分別保存；波形顯示模塊以層疊圖和分格圖兩種方式分別將各路波形隨時(shí)間的變化顯示在屏幕上；錯(cuò)誤處理模塊分析系統(tǒng)運(yùn)行中遇到的錯(cuò)誤，根據(jù)錯(cuò)誤彈出對(duì)話(huà)框提醒用戶(hù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于通用串口的波形采集顯示和數(shù)據(jù)分析處理系統(tǒng)，其特征在于：所述波形采集和顯示部分為狀態(tài)機(jī)架構(gòu)，包括初始化、參數(shù)設(shè)置、數(shù)據(jù)讀取、數(shù)據(jù)寫(xiě)入、關(guān)閉退出五個(gè)狀態(tài)，上述狀態(tài)之間通過(guò)用戶(hù)輸入指令或事件的發(fā)生進(jìn)行相互跳轉(zhuǎn)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于通用串口的波形采集顯示和數(shù)據(jù)分析處理系統(tǒng)，其特征在于：所述初始化狀態(tài)是系統(tǒng)運(yùn)行后進(jìn)入的第一個(gè)狀態(tài)，對(duì)各種變量和結(jié)構(gòu)進(jìn)行初始化賦值；參數(shù)設(shè)置狀態(tài)獲取用戶(hù)設(shè)置的相關(guān)參數(shù)；數(shù)據(jù)讀取狀態(tài)通過(guò)硬件驅(qū)動(dòng)從串口讀取下位機(jī)傳回的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換、分路保存和波形顯示；數(shù)據(jù)寫(xiě)入狀態(tài)通過(guò)硬件驅(qū)動(dòng)將數(shù)據(jù)寫(xiě)入串口并發(fā)送至下位機(jī)；關(guān)閉退出狀態(tài)進(jìn)行程序退出前的后期處理，如關(guān)閉串口、釋放緩存，完成后退出系統(tǒng)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于通用串口的波形采集顯示和數(shù)據(jù)分析處理系統(tǒng)，其特征在于：所述波形采集與顯示部分的層疊圖將1-4路波形同時(shí)顯示在一個(gè)窗口，以對(duì)各路波形進(jìn)行同步比對(duì)；分格圖將各路波形在不同的窗口中顯示，以分別觀(guān)察每一路波形的狀況與趨勢(shì)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于通用串口的波形采集顯示和數(shù)據(jù)分析處理系統(tǒng)，其特征在于：波形采集顯示和數(shù)據(jù)分析處理系統(tǒng)通過(guò)硬件驅(qū)動(dòng)模塊提供的API函數(shù)實(shí)現(xiàn)串口驅(qū)動(dòng)的基本功能，包括串口參數(shù)設(shè)置、向串口寫(xiě)入字節(jié)數(shù)據(jù)、從串口讀取字節(jié)數(shù)據(jù)，RS232串口為PC機(jī)自帶的硬件設(shè)備。