一种通用高速数据采集软件设计方法
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软件应用 ・ Ｓ ｏ ｆ ｔ ｗａ ｒ ｅ Ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
接 关联 ，实 时接收端 口数据 ；缓冲 区 Ｂ （ 一般
设 置为 小缓 冲区 的 ４ 倍 左右 ），接收 Ａ内 的 有 效数据 。 采集线程运行时 ， 端 口每次读数获取 的字 节先存放 到 Ａ缓 冲区 中，并计算 出 Ａ缓冲 区 中的字节数 ｎ ，添加 到缓冲 区 Ｂ后面 ；对缓冲 区 Ｂ进行 帧格 式识别 判定 ，若 找到 帧格式数 据， 则提取 帧格式数据 ， 将缓冲区 Ｂ数据前移， 并清空后 面多余字节 ，索引变量的值 随缓冲区 Ｂ字节变化而变化 。 双 缓 冲区数 据接 收识别 处理 方法 ，可 以 有效提取端 Ｖ Ｉ 数据 帧，包括多种帧格式数据。
２读数 周期处理方法
激 光惯组高速通讯模式下 ， 数据采样周期 非常短 ，在 ４ ０ ０ ０ Ｈ ｚ 输出频率 下，采样周 期只 有Ｏ ． ２ ５ ｍ ｓ ，即相邻 两帧 数据 的时 间间隔 只有
Ｏ ． ２ ５ ｍｓ 。 在 如 此 短 时 间 内 ，如 果 每 一 帧 数 据 到
Ｊ ． Ｖ ｉ ｓ ｔ ｕ ａ Ｉ ｃ 十 ＋ 技 术内幕 ［ Ｍ ］ ． 北京 ： 清华
次读取 ２ Ｏ 帧数据。
当前 计 算 机 处 理 器 一 般 为双 核 或 四核 程 序 流 程 设 计 如 图 １所 示 。
ＣＰ Ｕ， 大 多 数情 况 下 ，测试 计算 机 操 作 系统 仍
作者单位 Leabharlann １ ．中国航天科工集团 ７ ８ ０ １ 研究所 湖 南省 长
沙市 ４ １ ０ ２ ０ ５
位机 软件 数据处 理、数 据显示 所 占用的 Ｃ Ｐ Ｕ 个小缓冲 区 Ａ，一个大缓冲 区 Ｂ ）和一个全局
２ ．中 国 人 民 解 放 军 ６ １ ５ ４ １ 部 队 北 京 市
１ Ｏ ０ ０ ９ ４
９ ４ ・电子技 术与 软件 工程
电子 工 业 出版 社 ， ２ ０ ０ ６ ： ２ Ｏ ０ — ２ ２ ６ ．
来之后 ，立即进行端 口 读 写、数据计算处理操 作 ，则 Ｃ Ｐ Ｕ时间被 占用较 多 ， 容 易导 致端 口
堵塞 ，影响数据接收处理 。因此 ，数据采集程
序设计时 ，可灵活定义读数周期 ，一般读数周 期定 为 ５ ｍ ｓ ，即在 Ｏ ２ ５ ｍ ｓ 数据周 期 条件 下，
稳 定 性
【 ２ ］葛 子 昂 ，周 靖 ，廖 敏 译 ． Ｊ ｅ ｆ ｆ ｒ ｅ ｙ
Ｒ ｉ ｃ ｈ ｔ ｅ ｒ ． Ｃ ｈ ｒ ｉ ｓ ｔ ｏ ｐ ｈ ｅ Ｎ ａ ｓ ａ ｒ ｒ ｅ ． Ｗ ｉ ｎ ｄ ｏ ｗ ｓ核
心编程 （ Ｗ ｉ ｎ ｄ ｏ ｗ ｓ Ｖ ｉ ａ Ｃ ／ Ｃ ＋ ＋ ） ． 北京 ： 清 华大学 出 版社 ， ２ ０ ０ ８ ． ［ ３ ］ 孙鑫 ， 余安萍 ． Ｖ ｃ ＋ ＋深入详解 【 Ｍ ］ ． 北京 ：
图１ ：双缓冲识别数据 帧程序流程 数据 帧方法 ， 该方法 可以识别多种帧格式数据， 抗干扰 能力强 ， 有效提高 了数据接收的正确性、 可靠性 。该方法在多个项 目的数据采集软件 中 得 以应用 ， 实现 了高速 、 高可靠性的数据采集。 线 程创 建完成 后 ，系统在 后 台运 行该 线 数据处 理周期 为 ０ ． ２ ５ ｍｓ 时 ，上位机 软件数 据 显示 、数据 处理 占用的 Ｃ Ｐ Ｕ时间相对 较长 ，
大学 出版社 ， ２ ０ ０ １ ．
设单帧数据字节长度为 Ｌ ，则软件 设置端 口读 数长度为 ２ ０ Ｌ字节 ，数据处理时，对接收缓冲
区的 ２ ０ Ｌ 字节进行帧格式判断 ， 如符合数据帧 格式要 求，则提取 ２ Ｏ帧数 据 ，进行数据 计算 处理 。该方法可有效提高数据 采集 的可靠性 、
程对应 的线程 函数 ， 实时监听并读取端 口数据。 线程 函数 采用查询方式 ，实时读取端口数据 。
参 考 文 献
［ １ 】 潘 爱 民 ，王 国 印 译 ． Ｋ ｒ ｕ ｇ １ ｉ ｎ ｓ ｋ ｉ Ｄ
可能影响到数据 采集 ，导致数据接收 出现丢帧
或延迟、阻塞现象 。 启 定读数处理周期的程序设计方法如 下：
一
３双缓冲 区识别数据帧方法
采用 双缓 冲 区识别数 据帧 方法 ，可 以解 决帧格式匹配 中的干扰和多帧格式识别问题 。
… ４ 刁惨 民 ， 王 鹏辉 等 ． 在Ｖ ｉ ｓ ｕ ａ １ ｃ ＋ ＋ 环 境 下实现 高速数据 采集的几个 问题 ． 计算机
测量与控制 ， ２ ０ ０ ３ ． １ Ｉ （ ２ ） ： ｕ１ － １ ３ ７ ．
内的字节进行逐一判别 ，符合 帧格式要求 ，则 提取 ，否则 ，删除该部分 数据 即使 出现多余 干扰字节或错误字节时 ，也不会影响后 续数据 接收处理 ，软件仍然能够 正常 的识 别后续数据
帧。
４ 结语
本 文介绍 了数 据采集 程序设 计 的一般 方
法， 重 点叙述 了端 口数据接收的双缓冲区识 别
双 缓冲 区识别数 据 帧方 法 的设计思 路如 下： 采集线程 中设置两个接收缓冲区 Ａ、 Ｂ（ 一 索 引变量 ，缓冲 区 Ａ与 端 口通 讯读数 函数直
然 是 Ｗｉ ｎ ｄ ｏ ｗ ｓ 系 统，在 ５ ｍ ｓ 处理 周 期 内，上 时间远远小于 ５ ｍｓ ，不会影响到数据接 收。当
当端 口通讯有多种帧格 式数据 时，该方法对缓
冲 区 中 的 每 一个 数 据 字 节 进 行 判 别 ，识 别 出 各
个具体数 据格 式，不会遗漏任何一帧数据 。
当端 口出现干扰 字节 时，双缓 冲 区处 理
方法可有效剔除干扰数据 。软件主动舍去干扰 字节 ，不会导致数据识别 一直不成功的现象 出 现。按照双缓冲区程序设计思路 ，端 口接收的 任意数据都会进入 到缓冲 区 Ｂ中，对缓冲区 Ｂ
接 关联 ，实 时接收端 口数据 ；缓冲 区 Ｂ （ 一般
设 置为 小缓 冲区 的 ４ 倍 左右 ），接收 Ａ内 的 有 效数据 。 采集线程运行时 ， 端 口每次读数获取 的字 节先存放 到 Ａ缓 冲区 中，并计算 出 Ａ缓冲 区 中的字节数 ｎ ，添加 到缓冲 区 Ｂ后面 ；对缓冲 区 Ｂ进行 帧格 式识别 判定 ，若 找到 帧格式数 据， 则提取 帧格式数据 ， 将缓冲区 Ｂ数据前移， 并清空后 面多余字节 ，索引变量的值 随缓冲区 Ｂ字节变化而变化 。 双 缓 冲区数 据接 收识别 处理 方法 ，可 以 有效提取端 Ｖ Ｉ 数据 帧，包括多种帧格式数据。
２读数 周期处理方法
激 光惯组高速通讯模式下 ， 数据采样周期 非常短 ，在 ４ ０ ０ ０ Ｈ ｚ 输出频率 下，采样周 期只 有Ｏ ． ２ ５ ｍ ｓ ，即相邻 两帧 数据 的时 间间隔 只有
Ｏ ． ２ ５ ｍｓ 。 在 如 此 短 时 间 内 ，如 果 每 一 帧 数 据 到
Ｊ ． Ｖ ｉ ｓ ｔ ｕ ａ Ｉ ｃ 十 ＋ 技 术内幕 ［ Ｍ ］ ． 北京 ： 清华
次读取 ２ Ｏ 帧数据。
当前 计 算 机 处 理 器 一 般 为双 核 或 四核 程 序 流 程 设 计 如 图 １所 示 。
ＣＰ Ｕ， 大 多 数情 况 下 ，测试 计算 机 操 作 系统 仍
作者单位 Leabharlann １ ．中国航天科工集团 ７ ８ ０ １ 研究所 湖 南省 长
沙市 ４ １ ０ ２ ０ ５
位机 软件 数据处 理、数 据显示 所 占用的 Ｃ Ｐ Ｕ 个小缓冲 区 Ａ，一个大缓冲 区 Ｂ ）和一个全局
２ ．中 国 人 民 解 放 军 ６ １ ５ ４ １ 部 队 北 京 市
１ Ｏ ０ ０ ９ ４
９ ４ ・电子技 术与 软件 工程
电子 工 业 出版 社 ， ２ ０ ０ ６ ： ２ Ｏ ０ — ２ ２ ６ ．
来之后 ，立即进行端 口 读 写、数据计算处理操 作 ，则 Ｃ Ｐ Ｕ时间被 占用较 多 ， 容 易导 致端 口
堵塞 ，影响数据接收处理 。因此 ，数据采集程
序设计时 ，可灵活定义读数周期 ，一般读数周 期定 为 ５ ｍ ｓ ，即在 Ｏ ２ ５ ｍ ｓ 数据周 期 条件 下，
稳 定 性
【 ２ ］葛 子 昂 ，周 靖 ，廖 敏 译 ． Ｊ ｅ ｆ ｆ ｒ ｅ ｙ
Ｒ ｉ ｃ ｈ ｔ ｅ ｒ ． Ｃ ｈ ｒ ｉ ｓ ｔ ｏ ｐ ｈ ｅ Ｎ ａ ｓ ａ ｒ ｒ ｅ ． Ｗ ｉ ｎ ｄ ｏ ｗ ｓ核
心编程 （ Ｗ ｉ ｎ ｄ ｏ ｗ ｓ Ｖ ｉ ａ Ｃ ／ Ｃ ＋ ＋ ） ． 北京 ： 清 华大学 出 版社 ， ２ ０ ０ ８ ． ［ ３ ］ 孙鑫 ， 余安萍 ． Ｖ ｃ ＋ ＋深入详解 【 Ｍ ］ ． 北京 ：
图１ ：双缓冲识别数据 帧程序流程 数据 帧方法 ， 该方法 可以识别多种帧格式数据， 抗干扰 能力强 ， 有效提高 了数据接收的正确性、 可靠性 。该方法在多个项 目的数据采集软件 中 得 以应用 ， 实现 了高速 、 高可靠性的数据采集。 线 程创 建完成 后 ，系统在 后 台运 行该 线 数据处 理周期 为 ０ ． ２ ５ ｍｓ 时 ，上位机 软件数 据 显示 、数据 处理 占用的 Ｃ Ｐ Ｕ时间相对 较长 ，
大学 出版社 ， ２ ０ ０ １ ．
设单帧数据字节长度为 Ｌ ，则软件 设置端 口读 数长度为 ２ ０ Ｌ字节 ，数据处理时，对接收缓冲
区的 ２ ０ Ｌ 字节进行帧格式判断 ， 如符合数据帧 格式要 求，则提取 ２ Ｏ帧数 据 ，进行数据 计算 处理 。该方法可有效提高数据 采集 的可靠性 、
程对应 的线程 函数 ， 实时监听并读取端 口数据。 线程 函数 采用查询方式 ，实时读取端口数据 。
参 考 文 献
［ １ 】 潘 爱 民 ，王 国 印 译 ． Ｋ ｒ ｕ ｇ １ ｉ ｎ ｓ ｋ ｉ Ｄ
可能影响到数据 采集 ，导致数据接收 出现丢帧
或延迟、阻塞现象 。 启 定读数处理周期的程序设计方法如 下：
一
３双缓冲 区识别数据帧方法
采用 双缓 冲 区识别数 据帧 方法 ，可 以解 决帧格式匹配 中的干扰和多帧格式识别问题 。
… ４ 刁惨 民 ， 王 鹏辉 等 ． 在Ｖ ｉ ｓ ｕ ａ １ ｃ ＋ ＋ 环 境 下实现 高速数据 采集的几个 问题 ． 计算机
测量与控制 ， ２ ０ ０ ３ ． １ Ｉ （ ２ ） ： ｕ１ － １ ３ ７ ．
内的字节进行逐一判别 ，符合 帧格式要求 ，则 提取 ，否则 ，删除该部分 数据 即使 出现多余 干扰字节或错误字节时 ，也不会影响后 续数据 接收处理 ，软件仍然能够 正常 的识 别后续数据
帧。
４ 结语
本 文介绍 了数 据采集 程序设 计 的一般 方
法， 重 点叙述 了端 口数据接收的双缓冲区识 别
双 缓冲 区识别数 据 帧方 法 的设计思 路如 下： 采集线程 中设置两个接收缓冲区 Ａ、 Ｂ（ 一 索 引变量 ，缓冲 区 Ａ与 端 口通 讯读数 函数直
然 是 Ｗｉ ｎ ｄ ｏ ｗ ｓ 系 统，在 ５ ｍ ｓ 处理 周 期 内，上 时间远远小于 ５ ｍｓ ，不会影响到数据接 收。当
当端 口通讯有多种帧格 式数据 时，该方法对缓
冲 区 中 的 每 一个 数 据 字 节 进 行 判 别 ，识 别 出 各
个具体数 据格 式，不会遗漏任何一帧数据 。
当端 口出现干扰 字节 时，双缓 冲 区处 理
方法可有效剔除干扰数据 。软件主动舍去干扰 字节 ，不会导致数据识别 一直不成功的现象 出 现。按照双缓冲区程序设计思路 ，端 口接收的 任意数据都会进入 到缓冲 区 Ｂ中，对缓冲区 Ｂ