基于Windows平台设备驱动模块的开发

本 文 以从 事 开 发 工 业 实 时监 控 组 态 软 件 和 设 备 驱 动 模 块
的 经 验 ， 析 当今 各 种 主 流 工 控 设 备 和 标 准 通 信 协 议 ， 讨 如 分 探
何 在 Ｗｉｄｗｓ 台上 构 建 一 个 适 用 于 各 种 Ｉ 通 讯 方 式 的 设 ｎｏ 平 ／ Ｏ
读 写 、数 据 显 示 打 印 等 分 成 若 干 个 任 务 线 程 来 完 成 。 主 要 模
功能 ， 而且有其 独特 的优 点： 时多任务 、 口开放 、 实 接 使用灵
活 、功 能 多 样 、运 行 可 靠 和 可 扩 充 性 。工 业 实 时 监 控 组 态 软 件 ， 名 思 义 它 是 以灵 活 多 样 的 组 态 方 式 而 不 是 编 程 方 式 为 顾 用 户 提 供 良好 的开 发 界 面 和 简 捷 的使 用 方 法 ， 预 设 的 各 种 其
备 驱 动 模 块 开 发 平 台 ， 设 计 思 路 到 应 用 实 例 ， 出 了 开 发 设 从 提 备 驱动模块 的框 架结构及其 关键部分 的过程实现 。
１ Ｗｉｄｗｓ 台 下 监 控 组 态软 件 综 述 ｎｏ 平
在 Ｗｉｄｗｓ平 台上 开发的工业 实时监控 组态软件 系统， ｎｏ 要 充分发挥 Ｗｉｄｗｓ 具有 的实时多任务特 性 ， 般将数据 ｎｏ 所 一
４ 主 要 的 Ｗｉｄｗｓ Ｐ 函 数 ： 种 ｎｏ Ａ Ｉ
态 、 备驱 动模块等 … 通常工业 实时监控 组态软 件系统 是 由 设 。
组 态 子 系 统 和 运 行 子 系 统 两 大 部 分 构 成 的 ：
（） 态 子 系 统 自动 化 工 程 设 计 师 为 实 施 其 控 制 方 案 ， １组 常 在 组 态 子 系 统 支 持 下 进 行 应 用 程 序 的 系 统 生 成 工 作 。 过 建 通 立 一 系 列 用 户 数 据 文 件 （ ： 备 配 置 文 件 １ ． ｉ图 形 目标 文 如 设 ０ｉ ， ｎ 件 Ｍｏ ｉ ｒｎ）供 运 行 子 系 统 运 行 时 使 用 。 态 子 系 统 可 由 若 ｎｔ ．ｉ， ｏｉ 组 干 个 组 态 程 序 模 块 组 成 ， 设 备 驱 动 组 态模 块 、 据 采 集 组 态 如 数 模块、 图形 显 示 组 态 模 块 、 时 数 据 库 组 态 模 块 等 。 实 （） 行 子 系 统 在 系 统 运 行 环 境 下 ， ２运 目标 应 用 程 序 被 载 入 计 算 机 内 存 并 投 入 实 时 运 行 。系 统 任 务 管 理 模 块 会 根 据 已 组 态 好 的用 户 数 据 文 件 以 多 线 程 方 式 启 动 各 个 运 行 模 块 ， 成 完 采 集 和 监 控 现 场 设 备 的数 据 ， 现 场 工 程 运 行 状 况 以 图形 或 将 报 表 的方 式 显 示 出 来 。运 行 子 系 统 由画 面 显 示 模 块 、数 据 采
Ｋｅ ｒ ｓ ｄ ｖｃ ｒｖ ｒ ｄ ｌ； ｍｏ ｉ ｒｎ ； ｃ ｎ ｇ ｒｔｏ ； ｈ ｄ ｒｅｉｔｒａ ｅ ｄ ｎ ｍｉ ｉｋｌ ｒｒ ｙｗｏ ｄ ： ｅ ｉｅｄｉｅ ｍｏ ｕ ｅ ｎｔｉ ｇ ｏ ｏ ｆ ｕ ａｉｎ ｉ ｒ ａ ｗａ ｅ ｆｃ ； ｙ ａ ｃｌ ｂ ａｙ ｎ ｎ ｉ
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软 件 模 块 可 以 非 常 容 易 地 实 现 和 完 成 监 控 层 的 各 项 功 能 。
评 价 一 个 工 业 实 时 监 控 组 态 软 件 的优 劣 ， 先 要 看 它 支 首
持 Ｉ 设 备 的种 类 是 否 丰 富 ， 及 在 组 态 了多 种 Ｉ 设 备 下 的 ／ Ｏ 以 ／ ０ 目标 应 用 程 序 的 运 行 速 度 ，然 后 还 要 看 它 是 否 便 于 功 能 扩 展 及版本 升级 。 以， 何 开发一个 具有支持 丰富的 Ｉ 所 如 ／ Ｏ设 备 并 有 很 好 的 数 据 通 讯 的实 时 性 ， 在 开 发 工 业 实 时 监 控 组 态 软 这 件 中 占 据 了重 要 的 地 位 。
摘 要 ： 缩短设 备驱 动模 块 的开发 周期 ， 工 业实 时监控 组 态软件 中常用 的设 备接 口及其 数据读 写流程进 行 了研 究分析 ， 为 对
归类 出３类通 用硬 件 接 口， 出 了基 于 Ｗｉｄ ｗｓ 台下 开发设 备 驱 动模 块 的程序 框 架及 数据 结构 ， 以 串口通讯 类 为例 ， 给 ｎｏ 平 并 简述 其程 序框 架 中的主要 调 用 函数 。 实际开发 和 工 业现 场 的应 用结 果表 明， 在此 程序 框 架及 数据 结构 下 ， 不仅 对 开发 同种
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计 算 机 工 程 与 设 计 Ｃ ｍ ｕ ｒ ｎｉ ｅｎ ｄ ｅ ｇ ２ １， ｏ ３， ｏ ３３ ｏ ｐｔ Ｅ ｇ ｅｒ ｇ ｎ Ｄ ｓ ｎ ０ １ Ｖ １ ２ Ｎ ． ２５ ｅ ｎ ｉ ａ ｉ ． ９
基于 Ｗｉ ｏ ｓ ｎ ｗ 平台设备驱动模块的开发 ｄ
冯 克 平 （ 海工程 技 术 大学 资产 管 理及 保 障处 ，上海 ２ １６ ） 上 ０ ２ ０
Ｆ Ｎ Ｇ ｅ ｐ ｎ Ｅ Ｋ — ｉｇ
（ ｓｅＭａ ａｅ ｎ ｄ ｒｔｃ ｏ ｖｓ ｎ ｈ ｎ ｈｉ ｎｖｒｉ ｆ ｎ ｉｅｒ ｇ ｎ ｃ ｎ ｅ ｈ ｎ ｈ ｉ０ ０ ｈｎ ） Ａ ｓｔ ｎｇ ｍｅｔｎ ｏｅｔ ｎ ｉｏ ，Ｓ ａ ｇ ａＵ ｉｅｓｙ Ｅ ｇｎｅｉ ｄＳｉ ｃ，Ｓ ａｇ ａ２ ６ ，Ｃ ｉａ ａ Ｐ ｉ Ｄｉ ｉ ｔｏ ｎａ ｅ １ ２
写 人 机 接 口应 用 软 件 ， 发 周 期 长 ， 率低 ， 开 效 可靠 性 差 ； 者 购 或 买 专 用 的 工 控 系 统 ， 常 是 封 闭 的 、 能 专 一 的 很 难 与外 界 进 通 功 行 数 据 交 互 ， 级 和 增 加 功 能 都 受 到 严 重 的 限 制 。 工 业 实 时 升
收稿 日期 ：２ １—０１ ；修订 日期：２ １．２３ 。 ０ ０１．６ ００ １—０
块有 ： 系统任 务管理 、 据采集 、 数 画面显示 、 表打 印、 报 系统组
作者简介 ：冯克平 （ ５ 一） １ ９ ，女，上海人 ，高级工程师，研究方 向为计算机应用软件的开发与应用 。Ｅ ｍ ｉ ｅ ｇ ｅｉ ＠ｙ ｈ ｏ ｏｒ ９ － ａ ：ｆ ｋｐ ｇ ａ ｏ ｃ ｎ ｌ ｎ ｎ
文 献标识 码 ： Ａ
文章编 号 ：０ ０７ ２ ２ １） ９３ ３ －５ １０－０ ４（０ １ ０ —２ ５０
Ｄｅ ｅ ｏ ｍ ｅ ｔ ｆ ｅ ｉ ｅｄ ｉ ｅ ｄ ｌ ｓ ａ ｅ ｎＷ ｉ ｄ ｗｓ ｌｔｏ ｍ ｖ ｌｐ ｎ ｖ ｃ ｒｖ ｒ ｏ ｄ ｍｏ ｕ ｅ ｓ ｄｏ ｎ ｏ ａｆ ｒ ｂ ｐ
类 不 同设 备 的驱 动模 块 具有 开发 周 期短 、 试 方便 、 调 软件 可 靠等 特 性 ， 而且对 开发 不 同种 类 的设 备驱 动模 块 也 同样 具 有这
些特 性 。
关键 词： 设备 驱动模 块 ；监控 ； 组态 ；硬件 接 口； 动态链接 库
中 图法分 类号 ： Ｐ １． Ｔ ３ １１
．
．ｎ ｃ
３ ３ ２ １， ｏ．２ ｏ９ ２ ６ ０ １ Ｖ １ ，Ｎ ． ３
计算机工程 与设 计 Ｃ ｍｐ ｔ Ｅ ｇｎｅｉ ｄＤ ｓ ｎ ｏ ｕｅ ｎ ｉｅｒ ｇａ ｅｉ ｒ ｎ ｎ ｇ
机 的 总 线 槽 里 ， 通 过 ＩＡ 或 Ｐ Ｉ 线 扩 展 槽 与 计 算 机 进 行 数 Ｓ Ｃ总 据 通 信 。 每 块 板 都 有 一 个 基 地 址 范 围 ， 算 机 通 过 访 问该 基 计 地址 即可达到 输入输 出数据 。 在 Ｗｉｄｗｓ 台 下 ， 产 板 卡 类 的 厂 家 ～ 股 会 提 供 以 下 ｎｏ 平 生
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监 控 组 态 软 件 的 出现 ， 根 本 改 变 这 一 状 况 提 供 了可 能 。 为 工 业 实 时 监 控 组 态 软 件 是 从 分 布 式 监 控 系 统 （ｉｒ ｕｅ ｄｓｉ ｔｄ ｔｂ ｃｎｒｌ ｙｔ ＤＣ ） 展 而 来 。 它 不 仅 保 留 了 ＤＣ ｏｔ ｓ ｍ， Ｓ发 ｏｓ ｅ Ｓ所 具 有 的 大 规 模 数 据 采 集 处 理 功 能 、 据 通 讯 及 信 息 管 理 和 操 作 显 示 数
０ 引 言
计算机在工业领域 的广 泛应用 以及工业 自动化程度的迅
速 提 高 ， 们 对 工 业 自动 化 的 要 求 也 越 来 越 高 ， 现 在 种 类 繁 人 表 多 的 控 制 设 备 和 过 程 监 控 装 置 在 工 业 领 域 的 广 泛 应 用 ， 得 使 传 统 的 工 业 软 件 已无 法 满 足 用 户 的 各 种 需 求 。 开 发 传 统 的 在 工 业 软 件 时 ， 控 领 域 的 工程 师 需 通 过 手 工 或 委 托 第 三 方 编 工