零代碼搭建一個溫度傳感器數(shù)據采集與顯示軟件（溫度傳感器數(shù)據采集模塊）
1 概述
傳感器（英文名稱：transducer/sensor）是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。
傳感器按用途可以分為力敏傳感器、位置傳感器、液位傳感器、能耗傳感器、速度傳感器、加速度傳感器、射線輻射傳感器、熱敏傳感器等。
隨著集成度的不斷提高，多種傳感器集成到一個模塊，已經非常普遍。模塊的生產廠商，對外提供一組通信協(xié)議，供模塊使用者和模塊進行通信，從而方便地獲取傳感器的測量數(shù)值。
本文通過一個實際的例子，介紹如何通過上位機軟件，對一個多軸傳感器模塊的溫度數(shù)據進行采集并用曲線圖表顯示溫度數(shù)據。本例子的硬件架構如下圖所示。
傳感器模塊數(shù)據輸出： 溫度、加速度、角速度、磁場等
傳感器模塊數(shù)據接口： 串口，波特率9600（默認）
傳感器模塊串口上位機連接：使用USB-TLL串口模塊連接，VCC接VCC，TX接RX，RX接TX，GND接GND。
本例子上位機使用格西測控大師編寫，最終效果如下圖所示。
2 通信協(xié)議
數(shù)據采集系統(tǒng)和設備通信有兩種方式，一種是DirectIO方式，也就是直接通過設備通信協(xié)議進行訪問，這種方式需要了解設備的通信協(xié)議；另外一種是間接調用動態(tài)庫的方式，這種方式只需要了解動態(tài)庫的接口函數(shù)即可。
本文的實驗例子是通過DirectIO方式進行通信。下面我們來介紹一下所用到的采集通信命令，通信命令幀結構如下圖所示。傳感器模塊持續(xù)的向串口發(fā)送通信命令幀。
3 創(chuàng)建項目、設備接口和變量
3.1 第1步 新建項目
啟動格西測控大師，在左上角菜單中選擇“新建項目”，然后在彈出的“新建項目”對話框中，填寫項目名稱“溫度采集與顯示項目”，然后點擊“瀏覽…”按鈕，選擇保存路徑和填寫項目文件名“溫度采集與顯示項目”，最后點擊“確定”按鈕。
3.2 第2步 添加串口設備
在項目管理器中選擇“設備與接口”節(jié)點，然后點擊鼠標右鍵，在彈出菜單中選擇“新建設備…”。
彈出新建設備對話框中，選擇“串口”，點擊“確定”。
彈出設備屬性對話框，填寫“設備名”和其他設備參數(shù)，最后點擊“確定”按鈕。其中，“設備名”是設備的標識，可以是任意字符串，引用設備必須使用設備名。
3.3 第3步 添加變量
本例子用到變量容器、表達式變量和TXT文件變量。
TXT文件類型變量：當其所有子變量都改變過后，形成一條記錄，保存到文件中。本例子中的時間數(shù)據通過表達式變量自動生成，而溫度數(shù)據，每次采集完畢后通過數(shù)據綁定的方式把采集序列中的溫度值分別賦給“溫度值”變量，即可生成一條記錄。
表達式變量：保存采集時間和溫度值，采集時間使用系統(tǒng)當前時間，溫度值通過采集到的數(shù)據經過表達式運算（除以100）得到。
其中，F(xiàn)requency表示變量數(shù)據每秒鐘的觸發(fā)次數(shù)， 每次觸發(fā)，根據表達式計算產生變量的值；如果 Frequency<=0，則不能定時觸發(fā)表達式計算，只有對 Value 屬性賦值，才可以觸發(fā)表達式計算進而產生新的變量值。
4 編寫采集序列
本例子用到的步驟類型： While和Message。
其中Message步驟是報文步驟，可以通過自定義報文結構來編寫通信協(xié)議，可以自定義任意結構的通信協(xié)議，非常方便和設備進行通信。
運行測試的時候，我們可以打開序列數(shù)據面板查看通信的過程數(shù)據。
5 設計用戶界面
本例子用到的控件：LineChart（曲線圖）、TableGrid（數(shù)據表）。
控件關鍵配置：
LineChart：
ChartSeries屬性（格式為“<系列名稱 1>,<X變量名>,<Y變量名>;<系列名稱 2>,<X變量名>,<Y變量名>;…“ ；本例子設置為：溫度曲線,時間,溫度值）
DataProvider屬性：綁定“采集變量表/溫度數(shù)據”變量容器
TableGrid：
DataSeries屬性（格式為“<變量1名>,<列1名稱1>; <變量2名>,<列2名稱>;…“ ；本例子設置為：時間,時間;溫度值,溫度值 ）
DataSource屬性：綁定“采集變量表/溫度數(shù)據”變量容器
6 編寫仿真序列進行調試
實際開發(fā)中，我們經常使用仿真的方式進行軟件調試，使得開發(fā)進程更加可控。下面，我們從這個例子出發(fā)，探討一下如何編寫仿真序列。
本例子的傳感器模塊是串口通信的，故在仿真時我們選擇用虛擬串口軟件（VSPD虛擬串口軟件）虛擬一對串口來實現(xiàn)仿真程序和實際程序的對發(fā)。
按以下步驟創(chuàng)建仿真序列：
1、創(chuàng)建串口“串口-仿真器”，保證和“串口”是虛擬軟件創(chuàng)建的一對交叉互聯(lián)的串口。
2、創(chuàng)建循環(huán)發(fā)送的序列，其中一個Message類型步驟用于發(fā)送仿真的幀到“串口-仿真器”。
3、編寫“發(fā)送溫度幀”步驟的腳本，生成隨機溫度值。
7 總結
隨著測控軟件開發(fā)平臺的日益成熟，測控系統(tǒng)的開發(fā)越來越注重低代碼、配置型系統(tǒng)，也就是說整個測控系統(tǒng)的構建，就像搭積木一樣，把各個功能硬件，通過低代碼型、配置型的測控軟件開發(fā)平臺，有機的組合起來，達到多快好省的“量身定制”自動化系統(tǒng)。
