组态软件的设备驱动是怎么实现的？

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  洧坵eixiao 2017-09-26 00:00:00

  关于工控组态软件中设备驱动程序的思考 在工控组态软件的开发过程中，如何将大量不同的外部设备接入到系统中，是一个非常重要也是非常麻烦的事情；在系统发布后，此项工作基本上就成了软件维护工作的同义词。 将外部设备接入到系统的难度在于： 1、 部设备厂家众多，种类繁杂，数据交换方式多种多样，处理方法各不相同。 2、 外部设备必须与系统主程序分开，不能够每增加一个外部设备就得重新编译整个系统。 3、 外部设备接入系统的方法和接口必须向用户公开，但又不能公开整个系统。 4、 外部设备接入系统的方法必须简单，必须支持多种编程语言。 归纳起来，外部设备与系统的数据交换方式有如下几种： 1、 过RS232、RS485、RS422、MODEM等串行通讯设备进行通讯（如GE PLC）。 2、 通过PCI、ISA等方式（如研华的812PG模拟量采集卡）。 3、 现场总线网络（如Lonworks网络）。 4、 以太网络。 5、 USB接口。 6、 DDE方式。 7、 OPC方式。 8、 窗口消息方式（如某些电力系统的五防接口）。 9、 等等。 现在流行的解决办法有如下几种： 1、 一台数据处理前置机，前置机与系统主机之机通过系统内定标准的方式，方式公开，在前置机实现不同外部数据的标准化。 2、 通过硬件的规约转换器实现（但仅用在诸如串行设备和现场总线等方面）。 3、 为每一种外部设备编制通讯管理程序，将外部数据标准化并通过标准的网络通讯规约传入系统。 4、 以C语言格式提供标准的DLL访问方式，在DLL中将外部数据标准化。 5、 以COM方式编程，提供标准的访问接口。 6、 提供OPC接口。 本人在主持开发电力工控组态软件的过程中，选用的是第3种解决办法，即通过为每一种外部设备编制通讯管理程序，将外部数据标准化并通过标准的网络通讯规约传入系统。当时选用此方法的原因是： 1、 单机与网络环境下的编程一致性。 2、 编程简单，给用户提供基于Winsocket的标准规约，以及编程例子，用户只需按照规约要求向系统传送数据即可。 3、 程序实现的语言无关，只要提供Winsocket编程即可。 系统推出至今，效果良好，但在系统维护的过程中，也发现一些问题： 1、 每一种外部设备的管理程序都是一个单独的执行程序，当外挂的外部设备种类比较多时，系统的任务栏比较杂乱。 2、 在用户不熟悉系统时，会关闭某些外部设备管理程序，会误运行外部设备管理程序。 4、 外部接口通讯管理程序的实现不够规范，用户的发挥余地太大，反而无所适从。 5、 外部接口通讯管理程序的编程工作量相对较大，而且必须将相当部分的精力放在界面的编制上。 由于种种原因，本人在软件的升级开发中，决定放弃这种方法，转而使用基于COM的编程方式，采用类似插件的方法来实现外部设备的接入，初步设想如下： 1、 从理论上分析，采用OPC的方法也许Z符合工控组态软件的发展方向。但是，工控组态软件的开发ZD是为不同行业提供通用软件平台，并给用户更多的二次开发能力。本人主持开发的软件不完全是一个组态软件，它只是吸取了组态软件的思想，也决定解决组态软件的许多不足。因为本软件的应用领域是电力系统、水力系统，这两个行业的软件有许多可以归纳的特征。不必象组态软件那样一切从零开始。而OPC也只是组态软件的产生物，许多复杂的数据结构用它处理不太方便（不是不能处理）。 2、 COM是现在软件的发展方向，DCOM和COM可以无缝地结合，使得软件不需修改即可在单机或网络环境下使用。采取统一接口的方式也为用户提供了固定、简单的编程模式。并可实现用户可选择的编程语言无关性。 3、 在系统中对外部设备的定义如下： 计算机一[本地] 外部设备种类一 外部设备一 外部设备二 外部设备三 外部设备种类二 外部设备一 外部设备二 外部设备三 外部设备种类三 外部设备一 外部设备二 外部设备三 计算机二 外部设备种类一 外部设备一 外部设备二 外部设备三 计算机三 …… 提供一个针对每一种外部设备的标准访问接口（是每一种，也就是说每一种外部设备有多个外部设备），定义如下： 属性Opened： 外部设备是否已打开 函数Open： 启动外部设备的处理，该函数启动一个循环处理接收和发送的线程 函数Close： 停止外部设备的处理 函数WriteData： 向外部设备写入数据，在数据中包括了写入的地址（因为同一种外设有多个），参数是Variant数组。 事件OnReadData： 当外部设备有数据时产生，并由主程序接收该数据，参数是Variant数组。采用事件而不是函数的原因是保证实时性。 函数SetPara： 设置针对每一种外设的特殊参数设置，而通用设置在主程序中完成。 函数SetDeviceNum： 设置每一种外设的数量。 函数SetDevicePara： 设置针对每一个外设和特殊参数设置，而通用设置在主程序中完成。 4、 主系统处理流程如下： 外设编程时： 为每一种外设编制程序，都实现上述的接口，外部设备程序以Active动态库（DLL）提供。 配置系统时： 从许多已编制的外设程序中选择所需的，配置参数（可能要调用SetPara、SetDeviceNum、SetDevcePara等函数），并形成外设信息文件（不是注册表，因为所有信息可能要复制到另外的计算机上重复使用）。 系统启动时： 从信息文件中读出需要打开的的外部设备动态库，调用Open函数。 系统退出时： 将每个已打开的外设通过Close关闭。 系统运行时： 当接收到系统需要向外设发送数据的消息时，查找对应的外设模块，调用WriteData。当接收到外设OnReadData消息时，处理外设数据。 本人正在为此作前期准备工作，也尝试了一些实验，取得了一些经验，发现了一些问题，希望与各位交流： 1、 在只知道某DLL的程序名时（没有独立的类库文件），如何在运行状态下（不是编译时）判断它是否是支持接口的动态库，是否支持本接口（名为IdeviceAccess）？ 2、 在只知道某DLL的程序名时，如何在运行状态下动态地建立它的对象接口，并访问它？ 3、 您对此问题有什么高见（不一定是这两个技术细节问题）？

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