锂电池化成系统曲线的绘制与开发

1、锂电池化成系统曲线的绘制与开发摘要：阐述了运用VC+6.0对锂电池化成远程控制系统软件中历史曲线绘制的开发方法及思路，并介绍了有关数据库的设计方法。采用双缓冲的绘图方式，提高绘图过程中响应速度以及解决了绘图过程中屏幕闪烁的问题。同时还介绍了如何使用鼠标跟随、键盘跟踪的方法精确显示曲线上的每一点。对于选择参量多、记录时间较长时，如果需要观察数据的局部变化趋势，可采用曲线放大功能，使观察数据变得方便简洁。关键词：双缓冲；鼠标跟随；键盘跟踪；坐标转换；曲线放大；MFC绘图0引言数据存储和数据曲线的实现是开发监控软件的重要环节，数据存储方式的设计对程序的通用性及运行效率具有显著影响，数据曲线包括实时曲

2、线和历史曲线，实时曲线反映的是监控参数的当前值及变化趋势，是当前工作状态的直观描述，历史曲线是对存储于数据库中的历史数据进行图形显示以反映系统在过去一段时间内监测数据的变化趋势，在研究系统以前工作状态和进行系统故障诊断时具有重要的作用。在数据判读软件中数据的曲线复现功能应用较广。曲线显示直观、生动，在时间轴上具有很强的可比性。数据判读时可以使用这项功能进行设备工作周期判断。在选择参量多，记录时间较长时，如果需要观察数据的局部变化趋势可以采用曲线放大功能，还应实现坐标值的重画以配合区域的调整，观察数据变得方便简洁。本文将详细介绍VC+6.0环境下实现数据库读取历史数据、历史曲线的绘制方法、鼠标跟

3、随、键盘跟踪、以及曲线局部放大功能的方法。1历史曲线开发要求历史曲线反映的是过去一段时间内某个或者多个检测点的变化趋势，并供工艺人员分析工艺流程的稳定性和故障原因，设计时考虑了以下几个原则：必须显示对应每一个工位上电池所有的历史数据；时间坐标必须根据实际采样点的个数来确定，并以此确定时间刻度；当同时显示多根曲线时，注明各自对应的颜色来标识该曲线；必须有游标来显示坐标图里的数据采集时间和数据的大小；对于每一条曲线都具有键盘微调的功能；对于每一个转折点处的曲线具有放大的功能。2关键技术在绘制历史数据曲线以前，我们需要从设备中获取电池化成过程中的各项数据，比如：电流，电压，容量以及温度。当我们获得数

4、据后需要将数据存储到一定的容器中以供绘制曲线的使用，在这里我们采用SQLServer数据库进行数据的存储，从而达到海量数据的存储功能。它采用静态结果设计和动态行为设计（应用设计）分离的设计方式，其中数据库结构设计包括数据需求分析、概念设计、逻辑设计、物理设计等；数据库动态行为设计包括功能需求分析、功能设计、事务设计、程序说明、应用程序的设计、调试、运行等。同时它取代文本文件的存储方式，解决了响应速度过低以及存储容量过少的问题.绘制曲线采用双缓冲的绘图模式，双缓冲使用内存缓冲区来解决由多重绘制操作造成的闪烁问题，当启用双缓冲时，所有绘制操作首先呈现到内存缓冲区，而不是屏幕上的绘图图面。所有绘制操

5、作完成后，内存缓冲区直接复制到与其关联的绘图图面。因为在屏幕上只执行一个图形操作，所以消除了由复杂绘制操作造成的图像闪烁。另外相比传统的绘图方式，双缓冲绘图模式克服了绘图效率过低的弊端。3详细设计3.1读取电池化成过程中的历史数据数据库访问技术采用微软公司最新的数据库访问技术ADO(ActiveXDataObjects)，ADO是建立旨在OLEDB之上的高层数据库访问技术，它封装了OLEDB所提供的借口，使用户能够编写应用程序以通过OLEDB提供者访问和数据库服务器中的数据，由于它基于组件对象模型，占用内存少，具有易于使用、占用内存少，访问速度快的特点，得到了大范围的应用。对于本系统，预编译器

6、命令#import加载在StdAfx.h的头文件中，#importC:ProgramFilesWCommonFilesSystemadomsado15.dllno_namespaceWrename(EOF,adoEOF)rename(BOF,adoBOF)导入ADODLL，进行预编译，产生头文件.tlb和.dll之后，*App:lnitlnstance()初始化COM环境:CoInitialize(NULL),并进行连接.然后可以根据输入的查询电池工位号进行数据查询，完成所有的ADO活动后，还必须在*App:INitInstance()里关闭初始化COM环境:CoUninitialize()。

7、3.2双缓冲绘制曲线在绘制曲线时，我们创建一个基于CView的类，在OnDraw(CDC*pDC)中绘制曲线，当绘制的曲线数据量很大时，绘图可能需要几秒钟甚至更长的时间，而且有时还会出现闪烁现象，为了解决这些问题，本文采用双缓冲技术来绘图。双缓冲即在内存中创建一个与屏幕绘图区域一致的对象，先将图形绘制到内存中的这个对象上，再一次性将这个对象上的图形拷贝到屏幕上，这样能大大加快绘图的速度。双缓冲实现过程如下：在内存中创建与画布一致的缓冲区；在缓冲区画图；将缓冲区位图拷贝到当前画布上；释放内存缓冲区。我们可以先在内存中作图，然后用此函数将做好的图复制到前台，同时禁止背景刷新，这样就消除了闪烁，实现

8、的程序如下：OnDraw(CDC*pDC)CDCMemDC;/首先定义一个显示设备对象CBitmapMemBitmap;/定义一个位图对象MemDC.CreateCompatibleDC(NULL);/建立与屏幕显示兼容的内存显示设备MemBitmap.CreateCompatibleBitmap(pDC,nWidth,nHeight);/建立一个与屏幕显示兼容的位图Cbitmap*pOldBit二MemDC.SelectObject(&MemBitmap);/将位图选入到内存显示设备中MemDC.FillSolidRect(0,0,nWidth,nHeight,RGB(255,255,255

9、);/先用背景色将位图清除干净/绘图TOCo1-5hzMemDC.MoveTo();MemDC.LineTo();pDC-BitBlt(0,0,nWidth,nHeight,&MemDC,0,0,SRCCOPY);将内存中的图拷贝到屏幕上进行显示绘图完成后的清理MemDC.SelectObject(pOldBit);MemBitmap.DeleteObject();MemDC.DeleteDC();3.3鼠标跟随由于绘制的曲线数据量偏大，为了满足客户可以随时看到采样过程中的数据，因此我们做了鼠标跟随功能。在OnMouseMove(UINTnFlags,CPointpoint)消息响应函数中，鼠

10、标移动时，不断更新移动中鼠标的位置，同时将point赋值给全局变量m_mousepoin,同时不断地更新视图调用Invalidate()函数，在OnDraw(CDC*pDC)中计算此点的逻辑坐标DPtoLP()，并查询相应的历史数据，画出鼠标跟随光标，MemDC.MoveTo(m_mousepoint.x,m_top);/m_top为绘制波形矩形框的顶端MemDC丄ineTo(m_mousepoint.x,m_bottom);/m_bottom)为绘制波形矩形框的底端此后显示该采样时刻的数据，流程图如下：图1鼠标跟随流程3.4键盘跟踪当数据量偏大，我们操作鼠标不容易精确跟随窗口中的每一个采样点

11、的值时，我们可以采用键盘操作的方式进行微调，进而使曲线上的每一个点能够准确的呈现在用户面前。在OnKeyDown(UINTnChar,UINTnRepCnt,UINTnFlags)消息响应函数中，我们捕获键盘按下的消息，if(nChar=VK_DOWN|nChar=VK_PRIOR)查看此时刻采样点的前一个采样数据，并将此信息传递给OnDraw(CDC*pDC)中进行响应if(nChar=VK_UP|nChar=VK_NEXT)查看此时刻采样点的下一个采样数据，并将此信息传递给OnDraw(CDC*pDC)中进行响应获取了键盘消息之后将消息传递给OnDraw(CDC*pDC)函数，进行鼠标跟随

12、光标的重绘以及显示相应点的历史数据值。其流程图如下所示:3.5曲线的局部放大功能曲线显示直观、生动，在时间轴上具有很强的可比性，数据判读软件在数据判读时可以使用这项功能进行设备工作周期判读，在选择变量多、记录时间较长时，如果需要观察数据的局部变化趋势，可以采用曲线放大功能，还应该事先坐标值的重画以配合区域的调整，观察数据变得方便简洁。图2键盘操作流程曲线放大的原理介绍绘制曲线的基本原则如下首先要为曲线建立两个坐标轴，其次要将参数映射成坐标系上的点，最后将点依次相连形成曲线。对于数据复现曲线来说X轴(横轴)一般为时间(s)起始和终止点为所选中数据段的开始和结尾，Y轴(纵轴)的零点和极点为所选曲线

13、的最小值和最大值。具体的实现方法如下：Y轴:确定鼠标的起始点(m_startpoint)和终止点(m_endpoint)后,为Y轴设立放大系数(ymagnify)以及最大和最小值ymagnify=(rect.bottom-rect.top)/(m_endpoint.y-m_startpoint.y);rect为放大前的矩形框，rect.bottom为放大前矩形框的底端，rect.top为放大前矩形框的顶端.Y轴的最大值和最小值计算方法：最大值=m_startpoint.y/rect.Height()*yscale;最小值二m_endpoint.y/rect.Height()*yscale;ys

14、cale为窗口带单位的坐标高度。X轴：同样为X轴设立放大系数，其计算公式如下xmagnify=(rect.right-recteft)/(m_endpoint.x-m_startpoint.x);rect.right，rect.left分别为放大前矩形框的右端和左端。X轴的最大值和最小值计算方法：最大值=m_startpoint.x/rect.Width()*xscale;最小值二m_endpoint/rect.Width()*xscale;xscale为窗口带单位的坐标宽度坐标变化：设转换前波形中某点的坐标为(oldx,oldy),则newx=(oldx-X轴最小值)/(X轴最大值-X轴最小值)*窗口的屏幕宽度；newy=(oldy-Y轴最小值)/(Y轴最大值-Y轴最小值)*窗口的屏幕高度；设计算法的流程图功能演示实际应用中，曲线输出以后选择放大曲线功能左键按下点为m_startpoint到达指定的区域后左键弹起，点为m_endpoint，在选定区域后系统自动进行全部曲线与坐标轴的重绘。4结束语该功能模块主要完成了在工业监控软件中，需要实时查看在过程反应当中不同时刻的数据，通过曲线取代报表的形式呈现给现场操作人员，让他们能够及时发现存在问题的设备，从而大大提高他们的工作效率。本文的重难点是曲线放大过程中参数的修改，只要参数修改得正确完成预定的功能就较为简单，在确定位置时