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DDE與COM技術(shù)在組態(tài)軟件開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用
摘要：介紹了VC和Matlab通過(guò)COM與DDE技術(shù)在組態(tài)軟件開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用方法，發(fā)揮了Matlab在數(shù)值計(jì)算中的強(qiáng)大功能和InTouch在人機(jī)對(duì)話界面開(kāi)發(fā)中的獨(dú)特效果。關(guān)鍵詞：MatlablnTouchCOMDDE組態(tài)軟件
隨著各類(lèi)嵌入式系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)總線的蓬勃發(fā)展，組態(tài)軟件越來(lái)越成為工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)中的靈魂。它在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、檢索和圖形顯示及人機(jī)對(duì)話等方面都具有獨(dú)特的效果。但是組態(tài)軟件的腳本語(yǔ)言非常簡(jiǎn)單，在數(shù)據(jù)處理、算法實(shí)現(xiàn)等方面相對(duì)薄弱。這從一定程度上限制了組態(tài)軟件在工業(yè)自動(dòng)化中的應(yīng)用。
Matlab作為一款優(yōu)秀的數(shù)值計(jì)算軟件，提供了應(yīng)用于信號(hào)處理、工業(yè)控制、應(yīng)用數(shù)學(xué)等各個(gè)領(lǐng)域的工具箱，但是它對(duì)運(yùn)行環(huán)境的要求非常高，而且占用了龐大的系統(tǒng)資源，生成實(shí)用的人機(jī)對(duì)話界面的能力不強(qiáng)。
為了開(kāi)發(fā)出具有友好人機(jī)對(duì)話界面、實(shí)現(xiàn)多種控制算法并完成實(shí)時(shí)數(shù)字信號(hào)處理的組態(tài)軟件，可以使用Matlab進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，將處理后的數(shù)據(jù)傳輸給組態(tài)軟件進(jìn)行人機(jī)對(duì)話界面開(kāi)發(fā)，以此發(fā)揮它們各自的優(yōu)點(diǎn)。這樣，開(kāi)發(fā)軟件之間的數(shù)據(jù)交換和處理就成為問(wèn)題的關(guān)鍵。
本文根據(jù)Matlab和應(yīng)用非常廣泛的組態(tài)軟件In—Touch提供的編程接口和數(shù)據(jù)通信協(xié)議，提出了一種使用DDE和COM技術(shù)進(jìn)行組態(tài)軟件開(kāi)發(fā)的方法。
1基本思路與系統(tǒng)構(gòu)架
動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換(DDE)是一個(gè)由Microsoft開(kāi)發(fā)的通信協(xié)議。該協(xié)議允許在Windows環(huán)境中的應(yīng)用程序之間彼此發(fā)送／接收數(shù)據(jù)和指令。它在兩個(gè)同時(shí)運(yùn)行的應(yīng)用程序之間實(shí)現(xiàn)客戶服務(wù)器關(guān)系。服務(wù)器應(yīng)用程序提供數(shù)據(jù)并接收對(duì)這些數(shù)據(jù)感興趣的其它應(yīng)用程序的請(qǐng)求。發(fā)請(qǐng)求的應(yīng)用程序叫做客戶。InTouch可以利用Microsoft的DDE與其他Windows程序通信，并可同時(shí)作為客戶或服務(wù)器程序。
Matlab提供了多種混合編程的方法，但是這些方法大都不能脫離Matlab的運(yùn)行環(huán)境，也不方便其它應(yīng)用程序調(diào)用。為了擺脫Matlab運(yùn)行環(huán)境，并在其基礎(chǔ)上進(jìn)行功能模塊設(shè)計(jì)，方便其它應(yīng)用程序調(diào)用，MathWorks公司推薦使用COMbuilder在Matlab環(huán)境下開(kāi)發(fā)COM。COM是ComponentObjectModule的簡(jiǎn)稱，它是一種通用的對(duì)象接口，任何語(yǔ)言只要按照這種接口標(biāo)準(zhǔn)就可以調(diào)用它。
這樣，可以使用Matlab開(kāi)發(fā)COM組件，在VC下開(kāi)發(fā)DDE服務(wù)程序，使其與InTouch進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，而這個(gè)DDE服務(wù)程序調(diào)用Matlab開(kāi)發(fā)的COM進(jìn)行數(shù)值處理和算法實(shí)現(xiàn)。在實(shí)際工業(yè)自動(dòng)化的組態(tài)軟件開(kāi)發(fā)中，可以使用VC進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集、命令的發(fā)送和復(fù)雜的流程控制；使用Matlab下開(kāi)發(fā)的COM完成復(fù)雜的算法實(shí)現(xiàn)和數(shù)字信號(hào)處理編程；在InTouch下實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話界面并接收使用者的命令。具體的系統(tǒng)構(gòu)架如圖1所示。
2應(yīng)用實(shí)現(xiàn)
WindowsDDE功能應(yīng)用的核心是DDE事務(wù)管理庫(kù)(DDEML)，它負(fù)責(zé)管理Windows操作系統(tǒng)下應(yīng)用程序間的DDE會(huì)話和通信，還向用戶提供了一系列的應(yīng)用程序接口API函數(shù)。
DDE實(shí)現(xiàn)程序間的通信是通過(guò)三個(gè)標(biāo)識(shí)約定的：
應(yīng)用程序名(Application)：進(jìn)行DDE對(duì)話雙方的名稱；
主題(Topic)：被討論的數(shù)據(jù)域；
項(xiàng)目(Item)：被討論的特定數(shù)據(jù)對(duì)象。
在DDE服務(wù)程序中首先使用DdeInitialize進(jìn)行初始化，然后調(diào)用DdeCreateStringHandle建立應(yīng)用程序名、主題和項(xiàng)目等標(biāo)識(shí)的句柄，再通過(guò)DdeNameService在操作系統(tǒng)中注冊(cè)DDE服務(wù)程序的名字。根據(jù)這些句柄，客戶程序就可以使用它提供的DDE服務(wù)了。在VC++中的程序?qū)崿F(xiàn)如下：
#include<ddeml．h>……
DWORDidInstc＝0，iData；／／iDate是項(xiàng)目對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)
HSZhszSvr，hszTopic，hszIrem；
DdeInitialize(&idInst，(PFNCALLBACK)DdeCallback，CBF_
FAIL_EXECUTES┃CBF_SKIP_ALLNOTIFICATIONS，0L)；
�。�(yīng)用程序名、主題和項(xiàng)目等標(biāo)識(shí)的句柄
hszSvr＝DdeCreateStringHandle(idInst，“DDEApp”，0)；
hszTopic=DdeCreateStringHandl
e(idInst，“DDEAppTopic”，0)；
hszItem=DdeCreateStringHandle(idInst，“DDEApphem”，0)；
�。诓僮飨到y(tǒng)中注冊(cè)該DDE服務(wù)
DdeNameService(idInst，hszSvr，0L，DNS_REGISTER)；
……
DDE服務(wù)程序的核心部分是一個(gè)回調(diào)函數(shù)，它處理所有DDE消息及相應(yīng)數(shù)據(jù)請(qǐng)求。DDE服務(wù)程序回調(diào)函數(shù)的代碼如下：
HDDEDATACALLBACKDdeCallback(WORDusType，WORDusFmt，HCONVhConv，HSZhsz1，HSZhsz2，HDDE—DATAhData，DWORD1Datal，DWORD1Data2){CHARsz[5]
if(usType＝＝XTYP_CONNECT){／／得到連接請(qǐng)求return((HDDEDATA)TRUE)；
}
／／校驗(yàn)主題、項(xiàng)目的句柄及數(shù)據(jù)格式
if(hszl=＝hszTopic&&hsz2＝=hszItem&&usFmt＝＝CF_TEXT){
if(usType＝＝XTYP_REQUEST‖usType==XTYP_ADVREQ){／／得到數(shù)據(jù)請(qǐng)求
_itoa(iData，sz，10)；／／將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為文本格式
returnDdeCreateDataHandle(idInst，(LPBYTE)sz，
strlen(s2)十1，0L，hszItem，CP_TEXT，0)；
}
if(usType＝＝XTYP_POKE){／／得到客戶端發(fā)送來(lái)的數(shù)據(jù)
DdeGetData(hData，(LPBYTE)sz，strlen(sz)十1，0L)；
iData＝atoi(sz)；／／保存數(shù)據(jù)
DdePostAdvise(idInst，hszTopic，hszItem)；
return((HDDEDATA)DDE_FACK)；
}
}
return0；
}
在任何需要向DDE客戶端發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)使用Dde-PostAdvise觸發(fā)XTYP_ADVREQ，從而達(dá)到向客戶程序發(fā)送數(shù)據(jù)的目的。
在InTouch的標(biāo)記名字典中定義I／O類(lèi)型變量，以此調(diào)用DDE服務(wù)程序發(fā)送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)。在聲明I／O類(lèi)型的訪問(wèn)名時(shí)只要確定DDE服務(wù)程序的應(yīng)用程序名、主題名和項(xiàng)目名即可。
組態(tài)軟件中的數(shù)值計(jì)算和實(shí)時(shí)數(shù)字信號(hào)處理部分在Matlab中實(shí)現(xiàn)并以COM組件的方式提供。這個(gè)部分的關(guān)鍵是Matlab下M文件的編寫(xiě)、COM組件的形成和DDE服務(wù)程序中對(duì)COM的調(diào)用。
COM組件實(shí)際是一個(gè)C十十類(lèi)，但接口都是純虛類(lèi)，組件從接口派生而來(lái)。在Matlab下通過(guò)鍵人comtool啟動(dòng)combuilder，根據(jù)提示設(shè)置類(lèi)的名字和一些其它選項(xiàng)。為這個(gè)類(lèi)添加方法(methods)通過(guò)向工程中添加M文件實(shí)現(xiàn)。這個(gè)M文件不是腳本文件而是函數(shù)文件。添加屬性(Properties)則是在M文件中通過(guò)Global定義。至于事件(events)則需要用到語(yǔ)法％#event。舉例說(shuō)明如下：
�。ymethod．m文件源代碼％myevent．m文件源代碼
functionmymethodfunctionmyevent
globalmValue；％#event
……
將以上兩個(gè)文件添加到這個(gè)工程中則添加了一個(gè)方法mymethod、屬性mValue和事件myevent。通過(guò)編譯生成一個(gè)d11文件。這個(gè)dll就是COM的發(fā)布形式。
在VC中調(diào)用此COM與調(diào)用其它COM是一樣的，所不同的是需要在VC的工程中包含Matlab提供的文件，具體操作是在Includefiles中添加<Matlab>＼externclude＼和<Matlab>＼externn＼cpp，在Libraryfiles中添加<Matlab>＼extern＼win32和<Matlab>＼extern＼win32＼Mi-crosoft。
Combuilder也提供了COM組件的打包工具，它生成一個(gè)自解壓文件，通過(guò)它實(shí)現(xiàn)必要的DLL安裝和COM注冊(cè)
。
在DDE服務(wù)程序中調(diào)用COM組件進(jìn)行數(shù)值計(jì)算和信號(hào)處理并向InTouch提供DDE服務(wù)，在InTouch中通過(guò)調(diào)用DDE傳來(lái)的數(shù)據(jù)充實(shí)人機(jī)對(duì)話界面并接收操作者的命令以完成系統(tǒng)的功能。
3實(shí)際開(kāi)發(fā)中細(xì)節(jié)問(wèn)題的考慮
Matlab下的COM組件開(kāi)發(fā)是Matlab6．5才有的功能，早期的版本并沒(méi)有這個(gè)模塊。另外，并不是所有的Matlab工具箱都支持COM編譯，這時(shí)可以考慮使用其它的函數(shù)代替，也可以使用DDE調(diào)用Matlab函數(shù)，但是這樣不能脫離Matlsb的運(yùn)行環(huán)境。
在組態(tài)軟件中使用DDE和COM技術(shù)可以充分發(fā)揮Matlab在數(shù)值計(jì)算中的功能和InTouch在人機(jī)對(duì)話界面開(kāi)發(fā)中的獨(dú)特效果，適用于功能模塊設(shè)計(jì)和大規(guī)模組態(tài)軟件的開(kāi)發(fā)。
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