分布式数据采集系统是一类在计算机智能控制领域广泛应用的技术,它涉及到实时数据的高效采集,可以应用于桥梁健康监测、工业控制等多个领域。随着技术的发展,在Windows平台下开发分布式数据采集系统成为了可能。本篇文档详细描述了在Delphi开发环境下,利用分布式CAN总线数据采集卡模块实现的一个分布式数据采集系统的软件设计。该系统具备高速采集、数据保存和远程传输的功能。
CAN总线是一种被广泛应用于工业现场控制的网络通信协议。在数据采集系统中,CAN总线数据采集卡作为智能节点,能够实现传感器信号的调理、模数转换,并将数字信号传输给上位计算机。这些数据采集卡通常通过CAN总线与上位机通信,保证了在不同工况下对桥梁结构的应变、加速度、反力及位移等参数的精确采集。
本系统的整体设计方案包括三个主要部分:CAN数据采集模块、本地计算机模块以及远程传输监控模块。CAN数据采集模块由多个CAN总线数据采集卡组成,它们负责与上位机进行通信。本地计算机模块则使用Delphi编写,主要负责实时接收下位机采集的数据、分析节点数据、将数据保存至数据库并提供远程服务端应用程序。远程传输监控模块则用于远程查询服务端数据库,并以图形方式展示数据,以便用户监控。
在软件设计方面,Delphi语言因其界面友好和编程简便的特性被选作开发工具。系统采用了多线程技术,以满足高速数据采集的需求。多线程技术使得系统能够在不影响主线程的情况下,处理数据接收和存储等任务。在Delphi环境下,多线程技术的使用主要集中在CAN卡接收模块部分,通过查询接收函数来分析数据帧,并将采集到的数据保存至队列。由于CAN通讯波特率较高,系统不得不采用多线程技术来提高数据接收的准确性和速度。
系统中的多线程技术包括线程创建、线程同步和线程调度等。在Delphi中创建线程的方法主要有两种:一种是使用Windows API函数,另一种是直接使用Delphi的线程类。线程同步则需要通过同步对象如事件、互斥锁、临界区等方式实现,以避免多线程执行时可能出现的资源竞争和数据不一致的问题。
总体来看,基于Delphi的分布式数据采集系统通过合理的系统架构设计和先进的软件开发技术,成功实现了高效率、高可靠性的数据采集和远程传输。这一系统对实时监控和数据分析提供了强有力的支持,不仅有助于提升工业自动化水平,还为智能控制技术的发展提供了参考和借鉴。