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1、制造业自 动化 第2 1 卷 1 9 9 9 年 8 月 地质勘探中静力触探仪的研制 任沙浦施丽莲袁径三 ( 绍兴文理学院计算机系 3 1 2 0 0 0 ) 摘要 文章介绍了一种用于实时测t多组钻探压力的静力触探仪，给出了系统硬件结构总框图和软件设计程序流程图，井作 了较详细的分析. 。 词 侧 ， 钻 二 压 力 A !D f * * 1T A CA; it $ 匆一 丁 .概述 地质钻探中，买时测量地层对钻头的压 力，对钻探质量和效果起决定作用。目前的 测试设各价格昂贵且测量数据单一。我们研 制的静力触探仪能实时测量多组钻探压力， 经计算机现场分析后，显示压力数据并绘制 压力图，以便及时
2、控制钻探过程，测得的数 据便于保存、打印，作为重要资料备用。整 个设备价格相对便宜， 且精巧美观， 精度高， 实时性强。 了 提高测量精度，消除干扰的影响，系统采 用的运算放大器是M A X 4 9 2 , M A X 4 9 2 属于 低漂移高精度运算放大器，具有高增益、高 共模抑制比、低失调、低温漂以及低噪声等 特点，特别适合于微弱信号精确放大的领 域。 为了进一步提高共模抑制比、 减小温漂， 本系统采用如图2 所示的高精度差动放大电 路，所有电阻均为精密电阻。为了测量多组 钻探压力，可根据需要设置多组放大电路. 产样1 2 .硬件设计 系统结构框图如图 1所示。地层对钻头 的压力通过压力
3、传感器转换为微弱的电信 号，经放大后进行 A / D转换，P S 2 1 0 1对转 换后的数字信号进行处理，并与计算机进行 通信，计算机对数据分析处理后进行显示或 打 印。 图 工 系统结构框图 1 .，前置放大电路的设计 由于压力传感器的输出信号是比较微弱 而为 的毫伏级信号，因此必须进行放大处理。 放大电路是干扰进入系统的最主要渠道， 图 2 放大电路 2 . 2 A / D 转换及数据采集电路的设计 A / D 转换及数据采集电路如图3 所示。 放大电路输出的是差分模拟信号，需经 MA X I I 1把模拟信号转换为数字信号。 M A X I I 1 是双通道11 4 位串行 A /
4、D转换器， 它无需外接元件就可达到士1 4位的分辨 率，并能给出超量程位。MA X I l l 有两个模 拟输入通道 I N l + , I N l 一 和 I N 2 + , I N 2 - ,能 对-1 - 1 .5 v 范围内的差分模拟信号或( 0 - 1 .5 ) v范围内的单端信号进行变换，转换时间 为2 0 m s o A / D转换过程由P S 2 1 0 1 进行控制， P S 2 1 0 1是一串行数据采集芯片，工作电压 为3 V - - 6 V ，其内部没有 A D C ，但有一可与 .4 4 匕 制造业自动化第2 1 卷 1 9 9 9 年 8 A 外部两路11 4位 A
5、 D C ( MA X1 1 1 )直接相 连的 A D C通信口，可以自动完成对模拟量 和数字量的采集和处理。 P S 2 1 0 1 与M A X 1 1 1 的连接如图 3所示，其中。C S提供片选信 号，S C L K提供通信同步时钟信号，B U S Y 是 A D C忙信号，D I N用于向 A D C发送控 制信号，D O U T用于A D C的转换结果输出。 I NI . C S I N I 一 N L S Y I N 2“ S C L K I N 2 - D I N M T N 人R11; Y o S E R S E R o , 定标值等 。压力数据记录模块主要完 成实时测量钻
6、探的压力，并进行分析 处理，这是系统的核心部分，其程序 流程图如图 4所示。打印模块可根据 需要实时打印压力数据、绘制压力图 或打印己保存的压力数据，以供分析 或保存。 4 .系统调试 连接 从Ax 2 o f 按照 上 述技术线路，经过对其硬件和 软件的精心调试，本测试仪已通过技术鉴 定，R Iij 量精度达到万分之一以上。 5附CLK”017 接放大器 PS 21 01 O SC 2 阁 3 A / 。转换及数据采集电路 P S 2 1 0 1内还有一串行通信口，用以向 上位机发送数据和接收上位机发来的命令， 并能自动以2 0 0 m s 的定时问隔上报 A D C转 换结果或按上位机 (
7、 P C机)的命令实时上 报数据结果。串行通信的数据格式是:8位 数据位，1位启动位，1位停止位，无奇偶 校验位，通信速率是 2 4 0 0 b p s ，数据格式是 A S C I I 码方式。 23 电平转换 P S 2 1 0 1的串行通信 U的电平为 T T L / C MO S电平，在与计算机进行通信时， S E R IN . S E R o u : 引脚应接一R S - 2 3 2 驱动器。 本系统 中的电平转换过程 由接收/ 发送器 MA X 2 0 2来实现。MA X 2 0 2 C P E内有双组接 收/ 发送器，其工作电源为十 5 V，波特率高达 2 0 K b p s ，
8、 需外接。 . 1 u F 电容， 其市场价格低。 若只用其中一组接收/ 发送器时，另一组叮 以悬空。 3 .软件设计 除系统初始化程序外，软件设计主 要包括三个模块:参数设置、压力数 据记录和打印。参数设置包括设置记 录文件名、钻井的( ,v , ， y Z F u/ y . 标、压力 图A豚力数据记录模块 制造业自动化 第2 1 卷 1 9 9 9 年8 月 在W i n d o w s 环境下实现R P C 汤毅施寅赵志勇 北方交通大学计算机系 邮编: , 0 0 0 4 叼 摘要 本文介 绍了R P C ( 远程过程 调用 ) 的设计 实 现过程， 并 根据W in d o w s A
9、 P I 中 提供的函数， 给出了在W i td o n z 环境下实 现R P C 的方法. 关妞词 R P C . I n te m e t A P I .界面， s t u b 1引言 R P C ( 远程过程调 用) 是 一种分布式系统 的构造技术。在传统程序 户 ，程序分解可 以采用过程技术，程序中可以 通过过程库 引入标准过程。同样，在分布式程序中也 可采用类似技术，即 R P C 。此种操作一 般 在本地进程进行过程调用，而在异地计算 机上执行调用。 R P C的基本原理非常简单，即让本地 计算机中的某个过程调用远地计算机的另 一个过程。 R P C的语义大部分与传统过程 调用一
10、样: 首先，本地调用过程在发出远程 过程调用后被挂起，直到被调用的远程过 程执行完返回后继续执行。第二，本地调 用过程可以向远程的被调用过程传递参 数，远程过程返回结果给调用过程。采用 R P C技术简化了程序的设计，使程序员不 必考虑程序间的通信问题，只需要考虑程 序单元间的同步和出错依赖性等问题。用 户在应用程序中可以直接按名调用分布服 务，而不必考虑服务所在的位置。 2 需要注意的几个问 题 2 . 1 参救传递 与传统过程调用所不同的是， 远程过 程调用 R P C调用过程和被调用过程执行 所在的地址空间不同， 当远程过程在远地 计算机的地址空间中执行时，它无法直接 访问调用过程地址空
11、间中的数据，这样在 远程过程调用时传送地址参数和带指针结 构的数据便显得毫无意义。因此，必须提 供某种界面，能够将输入参数装配成一串 数据，并用这串数据形成请求消息发送到 远程机器。到达远程机器后，反转过程定 义中的参数类型和顺序。远程过程执行形 成结果后，也能将输出参数形成消息返回 给调用过程。 2 . 2 R P C 界面定义 R P C界面是客户机程序和服务器程序 分别编译和连接的基础。R P C界面定义的 基本原理就是数据抽象，也就是将一组数 据和数据上的一组操作封装起来，对外提 供有选择的操作服务。从面向对象的角度 来看，服务器可以当作为一个对象，R P C 界面则是这个对象的一个对
12、外接口，客户 机对象通过该界面请求服务器为其服务。 界面定义可以用于产生必要的装配操 作，来保证请求消息分发到服务器上合适 的进程中，并使服务器能够输出。界面定 义还可以检查远程过程调用与界面的一致 性并在客户机上编译时执行类型检查。一 个界面定义包括一组过程名，及过程中的 输入/ 输出参数的类型。 R P C系统通常提供 一个界面 语言给 用户 ( w序员 ) 来定 义服务 界 面，再由界面编译器将界面定义中的过程 参数进行装配，并与异地服务器联接。界 面编译器要对参数类型进行匹配检查。 2 . 3 界 面编译 和， t u b 生成 界面编译器实际上可看作是生成客户 机s t u b 和服
13、务器s t u b的生成器。 s t u b过 程 用f 将 R P C集成到用户的程序中，它在客 户机和服务器程序中处理界面时说明。用 户程序通过调用 s t u b过程来完成对远程过 程的调用。 客户机 s t u b过程的任务是装配参数并 将其打包于请求消息中，请求消息发送到 服务器，然后等待应答消息到来后，解包 井返回结果。 服务器 s t u b过程通过分拆请求消息获 取输入参数，当它返回时，再装配输出参 数，使应答消息返回到客户机。 ， 4 6 .I 制造业自动化 第2 1 卷 1 9 9 9 年8 月 份 3具体方法及实例 R P C己经在 1 则IX 环境 下 实现。但随 着M
14、 ic To soft的不断壮大，以及 、 V i l d ows 的 不断完善，人们已可能在 Win d o w s下 进行 RPc的开发。M lcros o ft提供了一些关于 In te m et的S D K和 妙1 ， 主 要是 二个工具 包:Wi n s o c k Z 乃 ， I n t e rne t A P I 和A c t l v e X从 飞 b 控制元素 在这里我们主要使用In te m etA PI 的函数来实现RPC调 用。具 体步骤如下: 1 . 添加产生U U I D ，编译 I D L文件和 注册。REG 文件的工具项。可在 Vi s u a l C + + 或
15、B o r l an d c +中 完 jJR。 2 . 编 写 将 被 远 程 调 用 函 数 集 ( F u n c l lb p p ) ，这些函数将在 即c 服务器上执行，但由RPC客户应用 不 旱 序调用 3 .编 写 函 数 界 而 定 义 文 件 ( F u n c l ， b j d l ) ，以创建一个能止确地 包装和解包函数参数，然后通过网 络传送这些参数的代码。 4 . 创建一个整理接 口句柄 文件 ( F u n c l : b 卫 c o 。 5 使用F unc j b j d ，F u n c l ， b 之 c f 和1具 项来编译 Funch b界面定义，产生
16、F u n c l L b 上文件和客户机 5 加 b文件 ( F u n c l l b-c .c ) 以及服务器 S t u b文件 ( F u ncl l b-s . c ) a 6 . 编写客户应用程序和服务器应用程 序。 为了说明以上的步骤，下而给出程序 清单的一部分，并末考虑出错时的情况。 I F u n c l ib .c p p 的 源 代 码 清单 # I n c l u d e # I n c l u d e # I n c l u d e “ fun c l l b . h ” / 执行两数的加法 I n t A d d ( I n t N u ml ， I ntN u mZ ) retu m卿u ml 十 N u mZ ) ; ZF u n c l lb .， d l 的 源 代码 清 单 u u d ( E I C A1 3 A O 一 3 8 8 B 一 1 1 d 0 一 B O C 6 - 0 0 0 0 CO F BDC S A， v e r s 1 0 n ( 1 .0 ) ， p o l
