趙文濤，丁 益

（中國電器科學研究院有限公司 試驗裝備分公司，廣州 510300）

C-S架構模式的數據采集在雙系統(tǒng)閥件容量檢測中的應用

趙文濤，丁 益

（中國電器科學研究院有限公司 試驗裝備分公司，廣州 510300）

針C-S（客戶-服務器）結構是一種大家都熟知的軟件體系結構，通過將不同的任務合理分配到Client端和Server端，可以降低系統(tǒng)的通訊開銷，充分利用系統(tǒng)的硬件優(yōu)勢。就C-S架構模式的數據采集在雙系統(tǒng)閥件容量檢測系統(tǒng)中的應用的情況進行簡單總結。

雙系統(tǒng)閥件容量檢測系統(tǒng)；C-S架構；數據采集

前言

當前的試驗檢測設備正朝著高度集成、高度自動的方向發(fā)展。本著開源節(jié)流，降本增效的宗旨，雙系統(tǒng)閥件容量檢測設備在設計之初，就使用大系統(tǒng)和小系統(tǒng)兩套檢測設備共用一套電氣控制及數據采集設備的方案。為了解決兩套閥件容量檢測系統(tǒng)能夠相互獨立、穩(wěn)定地進行試驗檢測，因此采用了C-S架構模式的數據采集方式。即就是將硬件數據采集部分作為獨立的一套的程序，用作采樣數據服務端（Server），將大系統(tǒng)閥件容量檢測程序和小系統(tǒng)閥件容量檢測程序兩套程序分別作為客戶端（Client），然后通過C-S模式進行數據交互，進行試驗檢測。

1 雙系統(tǒng)閥件容量檢測系統(tǒng)簡介

雙系統(tǒng)閥件容量檢測系統(tǒng)是按照Q/ZSH 012-2010《家用和類似用途電磁四通換向閥》，JB/T 7230《熱泵用四通電磁換向閥》，JB/T 8592-1997《家用和類似用途電磁四通換向閥》，鷺宮、中國蘭柯四通閥容量標準，JISB 8619《熱力膨脹閥試驗方法》，JB/T 10212《制冷空調用直動式電子膨脹閥》[1,2,3,4,5]等各種標準的規(guī)定為設計依據的測試熱力膨脹閥、電子膨脹閥和四通換向閥標稱容量（能力）的檢測系統(tǒng)。該設備分為大系統(tǒng)（設計容量為4～24日本冷噸）和小系統(tǒng)（設計容量為0.75～4日本冷噸）兩套測試系統(tǒng)。

2 C-S架構模式的數據采集方式應用的背景

傳統(tǒng)的設備檢測試驗軟件，是一個將硬件通訊，數據采集，數據處理集成在一體的單機測量程序。雖然此類程序，針對測量目標比較單一，結構比較集成的檢測設備，具有安裝簡單，使用方便的優(yōu)點，但是隨著檢測設備的集成性不斷提高，復雜度不斷增大，單系統(tǒng)向多系統(tǒng)發(fā)展等檢測技術的發(fā)展，單機程序的缺點便慢慢顯露出來。

1）單機程序將硬件數據采集和試驗檢測過程集中在一起，大大增加了測試電腦硬件負擔，對測試電腦的配置要求比較高；

2）單機程序無法針對多系統(tǒng)的檢測設備作出靈活的設計更改。要同時滿足多臺檢測設備的檢測要求，單機程序容易出現邏輯混亂，測試困難的情況；

3）單機程序將硬件數據采集和試驗過程集成在一起，如果硬件采集部分出錯，進而會導致整個程序崩潰退出，不利于設備整體測試的安全、穩(wěn)定。

引入的C-S架構模式數據采集方式的檢測系統(tǒng)，可以輕松地將硬件采集和測試系統(tǒng)分離出來。并且該模式具有以下單機程序所不能比擬的優(yōu)點。

1）C-S架構模式的數據采集方式，將硬件采集系統(tǒng)與大、小兩套檢測系統(tǒng)獨立的分離開來，形成一套服務器端(Server)的硬件數據采集系統(tǒng)和兩套客戶端（Client）的大小檢測系統(tǒng)，共三套程序，獨立并行的運行于Windows操作系統(tǒng)，大大減輕了測試電腦的硬件負擔，降低了測試電腦的硬件配置；

2）C-S架構模式數據采集的檢測系統(tǒng)，可自由擴展檢測系統(tǒng)的功能，并且檢測系統(tǒng)獨立運行，不相互影響，邏輯清晰，操作簡便；

3）檢測系統(tǒng)和硬件數據采集系統(tǒng)分離，各自獨立運行，不會出現因檢測系統(tǒng)出錯或者硬件采集系統(tǒng)出錯而導致整個程序崩潰的情形，程序運行安全穩(wěn)定；

4）C-S架構模式數據采集的檢測系統(tǒng)，可方便地共同運行于同一臺測試電腦，也可獨自運行在不同的測試電腦之上，可移植性比較強。

C-S架構模式數據采集的檢測系統(tǒng)的示意圖如圖1所示。

圖1 C-S架構模式數據采集的檢測系統(tǒng)的示意圖

圖2 硬件數據采集程序的運行界面

3 C-S架構模式的數據采集方式在閥件容量檢測中的實現

3.1 硬件數據采集程序

在C-S架構模式的數據采集方式的閥件容量檢測系統(tǒng)中，硬件數據采集程序是其中最核心的一部分，也就是C-S架構模式中的服務器端（Server），所有的電氣設備測量數據的采樣全部都由此部分完成。

硬件采集程序從邏輯層面分為兩部分功能，一部分為硬件數據采樣功能，另一部分是作為C-S架構模式中的服務器部分的功能。

3.1.1 硬件數據采樣功能

硬件數據采集程序的運行界面如圖2所示。

界面上有記錄儀狀態(tài)和連接狀態(tài)兩種，記錄儀狀態(tài)指的是數據采集程序與電氣控制柜上的數據記錄儀的連接狀態(tài)，如連接正常，則MW-1～MW-3的指示狀態(tài)點亮。連接狀態(tài)指示的是數據采集程序的通訊狀態(tài)（Comm.）和客戶端（閥件容量測試程序）與服務器的連接指示狀態(tài)。如客戶端與服務器端連接正常，則Small和Big指示狀態(tài)點亮。

硬件數據采樣功能是通過構建上位機與檢測設備電氣控制儀表之間的通訊連接，如RS-232/485串口通訊連接，或者TCP/ IP網絡連接等，從設備的測量儀表上獲取實時的測量采樣數據。

3.1.2 硬件數據服務功能

數據服務器程序將從設備測量儀表上采樣獲取的實時數據，通過自建的網絡通訊協(xié)議，發(fā)送給連接到服務器的客戶端，供客戶端程序計算、分析和處理。

自建網絡通訊協(xié)議，就是開發(fā)者自行規(guī)定在服務器與客戶端之間進行數據交互的一些關鍵字或者規(guī)則。服務器和客戶端進行數據交互時，就是依靠這些關鍵字和規(guī)則進行數據的打包，分發(fā)和解析。

3.1.3 硬件數據服務端的實現

數據服務器程序使用TCP/IP網絡協(xié)議，引入3個Winsock控件，一個負責與客戶機建立連接的服務，一個負責偵聽的服務，最后一個負責服務端的總體響應[6]。

程序初始化之初，根據客戶端的數量，加載相應數量的客戶服務端Winsock控件。本程序加載兩個客戶服務端控件，即大系統(tǒng)和小系統(tǒng)客戶服務控件。然后負責偵聽的Winsock控件負責實時偵聽服務端口，如有客戶端訪問服務器端，則建立客戶端與服務器端的連接。

當客戶端與服務器成功建立連接后，硬件采集程序界面上的Small（小系統(tǒng)狀態(tài)）或者Big（大系統(tǒng)狀態(tài)）就會高亮顯示，表示相應的測試系統(tǒng)已經成功與數據采集服務器程序建立了網絡連接。此時，硬件數據服務器程序會將從電氣控制設備儀表上獲取的實時測量數據通過該網絡連接下發(fā)給相應的測試系統(tǒng)（Client），供測試系統(tǒng)試驗檢測使用。

3.2 閥件容量檢測程序

閥件容量檢測系統(tǒng)分為小系統(tǒng)閥件容量檢測系統(tǒng)和大系統(tǒng)閥件容量檢測系統(tǒng)兩套系統(tǒng)，統(tǒng)稱為雙系統(tǒng)閥件容量檢測系統(tǒng)。閥件容量檢測程序就是根據系統(tǒng)所測量的實時壓力值、溫度值及各種電參數值，依據相應的標準來進行相關的分析、計算，檢測系統(tǒng)中所安裝的熱力膨脹閥或者四通換向閥的標稱容量（能力，單位為W）。

大、小系統(tǒng)的閥件容量檢測程序在C-S架構中，是作為整個架構的客戶端（Client）。程序啟動時，首先啟動硬件數據采集程序，用以進行設備硬件數據采集和服務。閥件容量檢測程序啟動時，就向服務端（Server）發(fā)送連接的請求，當服務端偵聽到客戶端的連接請求時，就分配一個Winsock與其進行連接。當連接建立成功后，服務端與客戶端即可實現數據的交換了。其工作原理如圖3所示。

閥件容量檢測程序的運行界面如圖4所示。

4 項目總結

本文基于在雙系統(tǒng)閥件容量檢測系統(tǒng)中實際碰到的數據采集和交互的問題，對如何采用C-S架構模式的數據采集方式予以解決進行了詳細地闡述。

圖3 工作原理

圖4 閥件容量檢測程序的運行界面

C-S架構模式的數據采集及交互方式，相較于傳統(tǒng)的單機集成硬件采集和數據管理的方式，系統(tǒng)硬件成本更低，邏輯性、擴展性更強，測試程序運行的穩(wěn)定性和安全性也更高，值得在后面的項目中推廣使用。

［1］Q/ZSH 012-2010，家用和類似用途電磁四通換向閥 ［S］.

［2］JB/T 7230，熱泵用四通電磁換向閥 ［S］.

［3］JB/T 8592-1997，家用和類似用途電磁四通換向閥 ［S］.

［4］JIS B 8619，熱力膨脹閥試驗方法 ［S］.

［5］JB/T 10212，制冷空調用直動式電子膨脹閥 ［S］.

［6］求是科技.Visual Basic 6.0 程序設計與開發(fā)技術 ［M］.北京：人民郵電出版社，2004，09.

The Application of C-S Architecture Pattern for Data Acquisition in the Testing for Dual System Values Capacity

ZHAO Wen-tao，DING Yi
（China Electric Apparatus Research Institute Co.，Ltd.，Guangzhou 510300）

CS （client - server） structure is a well-known software architecture.Through the rational allocation of different tasks to Client-side and Server-side，the users can reduce the communication overhead of the system，the full advantage of the hardware system.In this paper，the case of the application architecture pattern of data collection in C-S dual system valves capacity detection system will be briefly summarized.

dual system valves capacity test system；C-S architecture；data acquisition

TP399

B

1004-7204（2015）06-0058-04

趙文濤（1981-），男，中國電器科學研究院有限公司試驗裝備公司，工學學士，工程師，從事軟件設計開發(fā)工作。

丁 益（1988-），男，中國電器科學研究院有限公司試驗裝備分公司，工學學士，助理工程師，從事電氣自動化設計工作。