摘 要：本文闡述了如何利用PCI-9810（ 非智能單路CAN卡）作為硬件接口，用DEPHI軟件開發(fā)平臺開發(fā)出友好的CAN總線實時監(jiān)聽器來實現(xiàn)對CAN-BUS線路數(shù)據(jù)的實時的，準(zhǔn)確的監(jiān)聽以及根據(jù)工作人員的需要進(jìn)行清楚易觀的實時分類顯示。 關(guān)鍵字：卷煙機(jī)組 CANBUS 實時監(jiān)聽器 DELPHI 多線程 數(shù)據(jù)庫 引 言 　　卷煙生產(chǎn)中的卷煙機(jī)組主要包括兩大部分，上位機(jī)MLP，用于為控制系統(tǒng)和檢測系統(tǒng)提供操作和顯示的裝置，它包括一個工業(yè)PC和一個監(jiān)視器。以及下位機(jī)SRP，包括傳感器，調(diào)節(jié)裝置或者檢測裝置。SRP主要包括四種結(jié)點1）SPS，2）HIP，3）CIS，4）SRM。上位機(jī)和下位機(jī)各結(jié)點之間的通信是頻繁的，數(shù)據(jù)對象眾多，數(shù)據(jù)種類也繁多，包括參數(shù)上傳，下傳，指令，域數(shù)據(jù)等等，所以在這之中，難免會因為操作人員操作失誤或者控制器本身的原因?qū)е洛e誤，但錯誤發(fā)生的時候需要盡快的分析，發(fā)現(xiàn)錯誤，解決錯誤。因此我們需要建立一個可靠的錯誤判斷機(jī)制。本文所討論的CANBUS實時監(jiān)聽器正是應(yīng)這種需求而產(chǎn)生的。工作人員根據(jù)實時監(jiān)聽器所捕獲的并且友好顯示的線路上的適時數(shù)據(jù)便可分析出是哪一方出了問題，出了什么類型的問題。這對安全生產(chǎn)，準(zhǔn)確控制起了舉足輕重的作用。 （一） 硬件實現(xiàn) 　　在實時監(jiān)聽器的實現(xiàn)中，我們選擇采用了周立功公司的PCI-9810非智能CAN接口卡作為硬件接口用于接收捕獲CAN總線上的傳輸數(shù)據(jù)。如下圖 　　PCI-9810非智能CAN接口卡是具有高性能價格比的CAN-bus總線通訊適配卡，它使PC機(jī)方便的連接到CAN總線上，實現(xiàn)CAN2.0B協(xié)議的連接通訊。它是一款采用專用PCI接口轉(zhuǎn)換芯片設(shè)計的非智能型CAN接口卡，即插即用，符合PCI2.1規(guī)范。它采用中斷接收方式，可最大限度減輕占用PC的負(fù)荷;具有最多8幀的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)。另外我們采用了周立功公司提供的Windows驅(qū)動程序升級版PCI-9810BWDM驅(qū)動文件將其驅(qū)動。 （二） 界面軟件實現(xiàn) 　　界面軟件實現(xiàn)主要包括四大方面，1）軟件平臺的選擇，2）對硬件接口CAN卡的使用，3）利用接口接收CANBUS線路上數(shù)據(jù)的實現(xiàn)，4）所接收數(shù)據(jù)的處理（主要是判斷和顯示）的實現(xiàn)。 　　〈1〉軟件平臺的選擇—DELPHI 　　系統(tǒng)的開發(fā)可利用多種程序設(shè)計語言，如DELPHI，VB，VC，PB等語言都是面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計語言，但把幾者相比較，DELPHI是唯一一套能夠同時適用于開發(fā)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)及WEB 應(yīng)用等所有軟件的高效率開發(fā)環(huán)境，且第三方控件多，開發(fā)比較快，且設(shè)計界面比VB，VC，PB 靈活?；谝陨弦蛩?，考慮到所要監(jiān)聽CANBUS線路的傳輸數(shù)據(jù)信息量大、種類多，以及信息之間相對獨立，又有關(guān)系且必須備有優(yōu)良的圖形顯示等特點，我們選擇DELPHI作為軟件開發(fā)平臺。 　　〈2〉對硬件接口PCI-9810的操作的實現(xiàn) 　　在DELPHI程序中，我們是通過調(diào)用周立功提供的通用VCI動態(tài)鏈接庫來實現(xiàn)對硬件接口PCI-9810的操作的，該動態(tài)鏈接庫提供了界面軟件能在windows下運(yùn)行必需的代碼和其他資源，其中主要包括十個接口函數(shù)如設(shè)備相關(guān)函數(shù)和CAN通訊相關(guān)函數(shù)以及相關(guān)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的定義。把動態(tài)鏈接庫文件夾添加到項目文件夾，然后把庫源文件添加到程序代碼的應(yīng)用文件單元即可實現(xiàn)對動態(tài)鏈接庫的調(diào)用，也就實現(xiàn)了對PCI-9810卡的打開，關(guān)閉，啟動，復(fù)位，收發(fā)數(shù)據(jù)等操作。 　　〈3〉CANBUS線路上數(shù)據(jù)的實時接收 　　CANBUS線路上的數(shù)據(jù)對CAN卡來說有著不期性，所以要能對數(shù)據(jù)實時，準(zhǔn)確的接收，必須要通過程序?qū)崿F(xiàn)一種功能即線路上一旦有數(shù)據(jù)，就能捕獲。對于此，我們采用的方式是利用多線程。即在程序中專門開辟一個線程用于對線路的監(jiān)聽，接收。 　　關(guān)于多線程 　　在32位的windows系統(tǒng)中，系統(tǒng)可以同時運(yùn)行多個進(jìn)程，一個調(diào)入內(nèi)存并準(zhǔn)備執(zhí)行的應(yīng)用程序稱為一個進(jìn)程，它由裝入內(nèi)存的程序代碼和操作系統(tǒng)及由此創(chuàng)建的應(yīng)用程序執(zhí)行環(huán)境組成，進(jìn)程就是應(yīng)用程序的運(yùn)行實例。每個進(jìn)程都有自己私有的虛擬地址空間和動態(tài)分配的內(nèi)存，以及文件，線程和其它模塊。每個進(jìn)程都有一個主線程，但可以建立另外的線程。進(jìn)程中的線程是并行執(zhí)行的，每個線程占用CPU的時間由系統(tǒng)來劃分，可以把線程看成是操作系統(tǒng)分配CPU時間的基本實體。每個進(jìn)程也可以同時執(zhí)行多個線程并由系統(tǒng)不停地在各個線程之間切換。 　　多線程的DELPHI實現(xiàn) 　　雖然Windows 提供了比較多的多線程設(shè)計的API 函數(shù)，但是直接使用API 函數(shù)一方面極其不方便，而且使用不當(dāng)還容易出錯。為避免這個問題，我們采用了DEPHI所提供的方法即繼承TThread類產(chǎn)生線程對象。TThread由DELPHI的VCL類庫提供用于線程編程。在Tthread類中封裝了windows中關(guān)于線程機(jī)制的API函數(shù)，繼承TThread類產(chǎn)生的線程對象就代表了實際程序中的一個線程。線程對象通過封裝使用線程所需的內(nèi)容大大簡化了多線程問題的處理。另外，在DELPHI中，Tthread在Classes單元中聲明，直接從Tobject繼承下來的，因此，它不是組件。Tthread是個抽象類，所以不能創(chuàng)建Tthread的實例，而只能創(chuàng)建其派生類的實例。在本程序中利用Ttread類來編寫多線程的步驟如下 　　（1）從Tthread類派生出一個新的線程類。即建立的TreceiveThread。 　?。?）創(chuàng)建線程對象。即在Types里面定義thread1:TreceiveThread。 　?。?）在DELPHI自動生成的用于保存派生類代碼的新的單獨的文件中重載Execute過程，在該過程中將對CAN線路上的數(shù)據(jù)實時接收并調(diào)用對接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的基本顯示和分類顯示函數(shù)。在Execute過程中使用了repeat…..until語句來判斷過程是否結(jié)束。 　?。?）如果Execute過程執(zhí)行完畢，則該線程就結(jié)束了，并釋放線程占用的?？臻g。 　　〈4〉對所接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理 　　對數(shù)據(jù)的實時處理包括兩方面：1）將接收到的數(shù)據(jù)楨按照接收數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)完全顯示，這包括楨類型，楨格式，楨ID，楨數(shù)據(jù)等等。2）將數(shù)據(jù)進(jìn)行更深一層的分析判斷出數(shù)據(jù)的真實含義，并將其填入對應(yīng)的文本框或者畫出對應(yīng)的狀態(tài)圖等等。 　　（1）對于第一種基本顯示，我們采用的是用DELPHI提供的listbox控件進(jìn)行 　　滾動顯示，listbox的容量足夠本顯示的需要，另外，我們還添加了一個按鈕控件用于按照操作人員的需要隨時清除listbox里面的內(nèi)容。 　　（2）對于第二種分類顯示。對于不同的數(shù)據(jù)，我們將用不同的分析處理方法進(jìn)行顯示。根據(jù)數(shù)據(jù)的現(xiàn)實含義，主要分為1）上，下傳參數(shù)。2）域請求和域數(shù)據(jù)，3）下傳指令和上傳消息。下面將分別介紹處理方法： 1 利用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)進(jìn)行上，下傳參數(shù)的顯示 　　在CAN線路上傳輸?shù)膮?shù)不僅多達(dá)近200種，而且有上傳和下傳之分，可見所要顯示的量之大，加上上下傳的參數(shù)有著相同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，所以我們采用查詢預(yù)先建立好的數(shù)據(jù)庫的方法來進(jìn)行顯示。 　　關(guān)于數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)為我們提供了一種把與我們的工作和生活緊密相關(guān)的信息集合在一起的方法。它還提供了在某個集中的地方存儲和維護(hù)這些信息的方法。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)主要由三大部分組成：數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序，數(shù)據(jù)庫。 　　數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的DELPHI實現(xiàn) （1）建立數(shù)據(jù)庫，在本項目中，我們是利用Microsoft Access 建立了一個關(guān)系數(shù)據(jù)庫（由若干表組成的數(shù)據(jù)庫）。其中包含了一張表，該表的字段分為id表示用以判斷的字符串，以及l(fā)ocation表示參數(shù)值應(yīng)填的文本框代號。（2）在應(yīng)用程序中要實現(xiàn)對所建立的數(shù)據(jù)庫的訪問需要用到數(shù)據(jù)庫引擎和數(shù)據(jù)庫訪問組件以及數(shù)據(jù)庫控制組件，DELPHI7中提供了BDE，ADO數(shù)據(jù)引擎，考慮到項目中的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用相對簡單，我們選擇了常用的BDE（Borland Database Engine）控制讀取所建立的數(shù)據(jù)庫，具體操作為1）利用DEPHI7文件夾中的BDE Administer為所建立的數(shù)據(jù)庫創(chuàng)建別名。2）在窗體中添加數(shù)據(jù)庫訪問組件和數(shù)據(jù)庫控制組件（包括Data Access頁和BDE頁中的組件）來實現(xiàn)應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)庫之間的聯(lián)系。項目中，我們用Table組件來封裝數(shù)據(jù)表，通過BDE數(shù)據(jù)引擎從數(shù)據(jù)庫表格中取得數(shù)據(jù)（參數(shù)值應(yīng)填的文本框代號）并通過DataSource組件將數(shù)據(jù)傳遞給數(shù)據(jù)控制組件TDBEdit，3）在程序中，我們通過TTable提供的Gotokey的方法實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫的查找，以及通過對TDBEdit中的數(shù)據(jù)的使用。實現(xiàn)了將不同參數(shù)值填到其唯一對應(yīng)的文本框中。 2 域請求和域數(shù)據(jù)的處理 　　因為域數(shù)據(jù)的多類，多變性，以及不確定性，我們不能用處理參數(shù)一樣的數(shù)據(jù)庫或者其他統(tǒng)一處理的方法，所以在程序中我們使用的是用多層復(fù)合選擇語句進(jìn)行判斷然后根據(jù)不同的域數(shù)據(jù)做出不同的處理，域數(shù)據(jù)是根據(jù)標(biāo)識符上傳的，只有數(shù)據(jù)沒有別的判斷信息，對域數(shù)據(jù)的判斷決定于域請求的數(shù)據(jù)內(nèi)容，因此在程序中首先判斷楨是否為域請求，如果是，則將楨數(shù)據(jù)賦值對應(yīng)的變量，這些變量保存的便是域數(shù)據(jù)的判斷信息，而如果根據(jù)標(biāo)識符判斷出為域數(shù)據(jù)，則根據(jù)變量保存的信息進(jìn)行對應(yīng)的處理。 　　在域數(shù)據(jù)的處理中，很多情況是要繪出曲線。對此，我們選擇了DELPHI的Tchart控件。利用其Series屬性里面的Fast-line，將收到的數(shù)據(jù)正確的繪成曲線。 3 指令和消息的處理 　　指令和消息的處理類似于域數(shù)據(jù)的處理，也是采用多層復(fù)合選擇語句進(jìn)行判斷，然后做出相應(yīng)的處理，在此，相應(yīng)的處理即將指令，消息的相關(guān)信息填入文本框。 　　〈5〉軟件流程圖 　　數(shù)據(jù)處理函數(shù)dataprocess（）流程圖 結(jié) 論 　　在本項目中，CAN卡PCI-9810的控制器是SJA1000，在收發(fā)數(shù)據(jù)方面它支持正常和只聽兩種模式，在監(jiān)聽器的實際運(yùn)行中我們選用只聽模式進(jìn)行線路監(jiān)聽，取的了不錯的效果，而且在界面的設(shè)計過程中上我們添加了發(fā)送部分，這是便于進(jìn)行CAN卡的檢測 以及數(shù)據(jù)接收的調(diào)試，此時需要選擇正常模式。 　　本文作者的創(chuàng)新點：結(jié)合實際情況的具體需要，合理的選用了Delphi作為軟件開發(fā)平臺，在實時性方面，我們選擇了Delphi自身提供的線程類，而不是按照常規(guī)選擇windows提供的API函數(shù)，從而使程序的設(shè)計變的簡潔，另外在數(shù)據(jù)的處理方面，我們不僅采用了通常的數(shù)據(jù)庫方法，而且還根據(jù)實際需要采用了其他簡易可行的方法。很好地完成了需求。 　　總之，借鑒前者地經(jīng)驗加上實際地創(chuàng)新我們成功設(shè)計了實時監(jiān)聽器并通過了實際檢驗，本項目所設(shè)計的實時監(jiān)聽器在實用性，實時性，準(zhǔn)確性，以及友好性上都是很不錯的。 參考文獻(xiàn)： 　　[1]饒運(yùn)濤，鄒繼軍等，《現(xiàn)場總線CAN原理與應(yīng)用技術(shù)》，北京航空航天大學(xué)出版社，2003 　　[2]劉瑞新，汪遠(yuǎn)征等，《Delphi 程序設(shè)計教程》，機(jī)械工業(yè)出版社，2001 　　[3]張增強(qiáng)，劉成等，《Delphi7 數(shù)據(jù)庫開發(fā)完全手冊》，清華大學(xué)出版社，2003 　　[4]訾樹波，于德敏等《工業(yè)生產(chǎn)實施數(shù)據(jù)采集及管理數(shù)據(jù)庫模型設(shè)計》，微計算機(jī)信息，2005年第21卷第7-3期。