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VC++開發(fā)基于LNS的LonWorks網(wǎng)絡數(shù)據(jù)監(jiān)控接口
發(fā)布時間：2008/11/23 7:51:57 修改時間：2008/11/22 10:14:39 瀏覽次數(shù)：3063

　　
　　The data monitor and control interface development based on LNS LonWorks network by Visual C++
　　北京三維力控科技有限公司林威漢
　　摘要：本文介紹了用Visual C++ 6.0開發(fā)工具，在LNS環(huán)境下，開發(fā)LonWorks網(wǎng)絡數(shù)據(jù)監(jiān)控接口的方法，舉例闡述了軟件實現(xiàn)過程。對于相關系統(tǒng)的設計、開發(fā)具有一定的參考價值。
　　關鍵詞：LNS、LonkWorks網(wǎng)絡數(shù)據(jù)監(jiān)控接口
　　Abstract：The data monitor and control interface development based on LNS LonWorks network by Visual C++ 6.0 is introduced .And sample programming code is shown. This article is referenced by people who are developing LNS system.
　　Key words：LNS、LonWorks network data monitor and control interface
　　1 引言
　　近年來，現(xiàn)場總線技術迅猛發(fā)展，取代傳統(tǒng)的集中式控制系統(tǒng)已成必然。LonWorks技術是美國ECHELON公司在1991年推出的一種控制局域網(wǎng)絡，它以其優(yōu)秀的分布處理能力、開放性、互操作性、多媒介適應能力以及多網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)等特性適應了未來發(fā)展對測控網(wǎng)絡的要求，成為眾多總線中的佼佼者。與其它現(xiàn)場總線相比，它具有組網(wǎng)方便，通訊速率快，不局限于通訊介質(zhì)等優(yōu)點。目前其在國內(nèi)的應用非常廣泛，工程實例遍及樓宇控制，智能小區(qū)，工廠，礦井監(jiān)控等場合，是一種具有良好發(fā)展前景的總線。
　　2 LNS開發(fā)接口與開發(fā)工具
　　LNS(LonWorks Network Services)是ECHELON提供的一個專為LonWorks網(wǎng)絡服務的網(wǎng)絡操作系統(tǒng)。LNS封裝了對LonWorks網(wǎng)絡的各種操作，如：網(wǎng)絡安裝、網(wǎng)絡維護、變量連接等。在Windows環(huán)境下，LNS提供了基于ActiveX和COM組件方式的開發(fā)接口。這兩種方式在功能和性能上都沒有什么差異，而ActiveX使用起來更為簡便，一般也不需要開發(fā) 人員了解很多OLE方面的知識，因而更易于被接受。本文所列舉的實例采用的就是ActiveX方式。
　　采用ActiveX方式開發(fā)LonWorks網(wǎng)絡通信接口可選擇的開發(fā)工具十分豐富。Visual C++ 6.0目前仍然是開發(fā)自動化軟件的主流工具之一。當在VC環(huán)境下用ActiveX接口開發(fā)LonWorks網(wǎng)絡通信接口程序時，在實現(xiàn)過程和方法上與其它語言差別不大。只是在一些與VC語言特性相關的環(huán)節(jié)上，如果處理不當，就會影響接口程序的健壯性、穩(wěn)定性?！?BR>　　LNS由LNS Server、LNS Object Server COM Component、Data Server和Network Interface幾個主要部分組成，提供了從網(wǎng)絡變量監(jiān)測到網(wǎng)絡管理和維護等完整的功能接口。在開發(fā)LonWorks網(wǎng)絡數(shù)據(jù)監(jiān)控接口程序時，涉及的只是其中的數(shù)據(jù)監(jiān)控部分的功能。
　　3 LNS實現(xiàn)監(jiān)控的過程
　　LNS提供了兩種網(wǎng)絡監(jiān)控方式，一種是監(jiān)控集(Monitor set)方式，一種是單點(Single point)方式。兩種方式都是以監(jiān)控點(Monitor points)為基本單位。一個監(jiān)控點對應一個網(wǎng)絡變量或應用消息。
　　監(jiān)控集建立后就被保存在Data Sever中，即使應用程序關閉也仍然存在。單點方式每次都需要應用程序重新創(chuàng)建，退出時釋放。監(jiān)控集方式適用于監(jiān)控任務比較繁重的場合，單點方式適合監(jiān)控任務較輕，點數(shù)較多的情況。
　　無論是監(jiān)控集或是單點方式，都要使用監(jiān)控點。監(jiān)控點有以下幾種監(jiān)控方式：顯式讀寫、隱式綁定、查詢、顯示綁定。
　　對于顯式讀寫方式，接口程序可以直接讀寫監(jiān)控點的數(shù)值。在隱式綁定方式下，可以將一個監(jiān)控點與一個節(jié)點的網(wǎng)絡變量綁定，當網(wǎng)絡變量變化時，會用事件NvMonitorUpdateEvent通知接口程序，接口程序根據(jù)消息參數(shù)可以取得更新的數(shù)據(jù)。當使用查詢方式時，每隔一個周期就觸發(fā)一次NvMonitorUpdateEvent事件。當使用顯式綁定方式時，對應設備結(jié)點的一個或多個網(wǎng)絡變量，要在上位機上創(chuàng)建并綁定一個網(wǎng)絡變量，而這個網(wǎng)絡變量又可以用其它三種方式進行監(jiān)控。這種方式主要為了實現(xiàn)用一個監(jiān)控點同時監(jiān)測多個結(jié)點網(wǎng)絡變量。
　　這幾種方式分別適用于不同的場合。查詢方式適用于監(jiān)控任務繁重，但對數(shù)據(jù)采集的實時性要求不高的場合。隱式綁定適用于監(jiān)控任務較輕，但數(shù)據(jù)變化要求實時處理的場合。當現(xiàn)場數(shù)據(jù)變化頻繁時，用顯式讀寫或查詢方式會導致應用程序的運行速度緩慢。
　　本文列舉的實例采用的是監(jiān)控集方式，監(jiān)控點采用的是隱式綁定方式以獲得較好的實時性和較高的效率。
　　4 接口程序的設計與實現(xiàn)
　　在安裝了Echelon的LNS Application Developer's Kit開發(fā)包之后，就可以使用開發(fā)包中提供的lnsobjectserver控件了。最簡單的方法是在一個對話框資源上插入這個控件，然后用這個對話框創(chuàng)建一個類，將創(chuàng)建監(jiān)測集、獲取監(jiān)控點數(shù)據(jù)等各種操作全都封裝在這個類里，以供接口程序的其它模塊調(diào)用。本文實例中創(chuàng)建了一個名為CObjServerDlg的類。這個類提供實現(xiàn)以下幾個最主要的接口。
　　1)、對LNS對象服務器進行初始化的接口。
　　在這個接口時里，具體實現(xiàn)的內(nèi)容包括：
　　設置對象服務的用戶模式(單用戶或多用戶)；
　　設置遠程或本地方式；
　　打開服務器；
　　設置網(wǎng)絡接口，打開網(wǎng)絡；
　　設置系統(tǒng)；
　　設置網(wǎng)絡服務設備；
　　打開系統(tǒng)；
　　設置通道；
　　得到監(jiān)控集對象；
　　設置監(jiān)控集的屬性；
　　獲得包含要監(jiān)控的網(wǎng)絡變量的設備對象；
　　將要監(jiān)控的網(wǎng)絡變量添加到監(jiān)控點中；
　　打開監(jiān)控集。
　　調(diào)用lnsobjectserver控件方法可以逐步實現(xiàn)上述初始化過程。需要注意的是VC對異常情況的處理，不進行異?；蛱幚聿划敃е陆涌诔绦虺霈F(xiàn)各種莫名錯誤。下面舉例說明：
　　void CObjServerDlg::InitObjServer()
　　{
　　m_ObjSvr.SetRemoteFlag(FALSE);
　　m_ObjSvr.SetSingleUserMode(FALSE);
　　m_ObjSvr.Open();
　　if (!m_ObjSvr.GetIsOpen())
　　{
　　ShowEvent("創(chuàng)建LNS Server失敗!");
　　return;
　　}
　　//設置網(wǎng)絡
　　LcaNetworks Networks(m_ObjSvr.GetNetworks());
　　try
　　{
　　//在獲取網(wǎng)絡對象時要捕獲異常
　　m_ActiveNetwork = Networks.GetItem(COleVariant(m_csNetworkName));
　　ASSERT (m_ActiveNetwork.m_lpDispatch != NULL);
　　}
　　catch (COleDispatchException *pE)
　　{
　　//對異常的正確處理
　　if (LCA_ERR_RANGE_START+LCA_OBJECT_NOT_FOUND ==
　　pE->m_scError + OLE2LNS_CONVERSION)
　　{
　　CString csEvent;
　　csEvent.Format("網(wǎng)絡%s不存在!", m_csNetworkName);
　　ShowEvent(cs);
　　}
　　else
　　ShowEvent(pE->m_strDescription);
　　pE->Delete();
　　return;
　　}
　　......
　　//其它部分代碼
　　}
　　2)、處理NvMonitorUpdateEvent事件消息。當網(wǎng)絡變量變化時，LNS會發(fā)送NvMonitorUpdateEvent消息通知接口程序。在這個消息函數(shù)中會將數(shù)值變化的監(jiān)控點、數(shù)據(jù)點、源地址以參數(shù)的形式傳遞過來。通過這些參數(shù)可以獲取變化數(shù)據(jù)的原始值和格式化值。這里需要注意的是如果LNS用的是VT_BSTR格式傳值，在獲取變化的數(shù)值后，必須正常釋放資源。否則接口程序就會持續(xù)不斷地占用系統(tǒng)內(nèi)存，直至內(nèi)存耗盡。下面舉例說明：
　　// 將格式化的變化值賦給一個VARIANT型變量
　　VARIANT NvFmtValue = UpdateDataPoint.GetFormattedValue();
　　if (NvFmtValue.vt == VT_BSTR)
　　{
　　CString csNvFmtValue = NvFmtValue.bstrVal;
　　ShowVaule(csNvFmtValue);
　　SysFreeString(NvFmtValue.bstrVal); // 必須正確釋放內(nèi)存資源
　　}
　　3)、實現(xiàn)對監(jiān)控點進行寫操作的接口。
　　寫操作和讀操作的過程一樣，也涉及使用原始數(shù)值格式和格式化數(shù)值格式的選擇。
　　按照格式化數(shù)值格式進行寫入時過程比較簡單，示例代碼如下：
　　LcaDataPoint DataPoint = NvMonitorPoint.GetDataPoint();//得到要寫入的數(shù)據(jù)點對象
　　ASSERT(DataPoint.m_lpDispatch != NULL);
　　DataPoint.SetFormattedValue(COleVariant(csWriteData));
　　//csWriteData是一個CString類型的變量，代表寫入的數(shù)值
　　如果按照原始格式進行寫操作，要注意的是LNS要求使用一種"VT_ARRAY | VT_UI1"型的VARIANT變量作為寫入值，示例代碼如下：
　　LcaDataPoint DataPoint = NvMonitorPoint.GetDataPoint();//得到要寫入的數(shù)據(jù)點對象
　　ASSERT(DataPoint.m_lpDispatch != NULL);
　　SAFEARRAY SafeArray;
　　SafeArray.cDims = 1;
　　SafeArray.fFeatures = 128;
　　SafeArray.cbElements = 1;
　　SafeArray.cLocks = 0;
　　SafeArray.rgsabound[0].cElements = nWrtDataLen;
　　SafeArray.rgsabound[0].lLbound = 1;
　　SafeArray.pvData = pszWriteData;//表示寫入值的字符串指針
　　VARIANT NvRawValue;
　　NvRawValue.vt = VT_ARRAY | VT_UI1;
　　NvRawValue.parray = &SafeArray;
　　DataPoint.SetRawValue(NvRawValue);
　　if(!DataPoint.GetAutoWrite())
　　DataPoint.Write();
　　5 結(jié)束語
　　本文介紹了在LNS環(huán)境下，開發(fā)LonWorks網(wǎng)絡數(shù)據(jù)監(jiān)控接口的方法。并結(jié)合VC編程語言的特點，著重說明在一些關鍵環(huán)節(jié)上的處理方法。可為其他設計、開發(fā)相關系統(tǒng)的開發(fā)人員提供參考。
　　參考文獻
　　[1] ECHELON公司。LNS for Windows Programmer's Guide，2000。
　　[2] 雷剛，呂國強?；贚NS和COM的LonWorks網(wǎng)絡監(jiān)控軟件開發(fā)

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