浅析多线程技术在测控系统中的实现

浅析多线程技术在测控系统中的实现

技术·应用

浅析多线程技术在测控系统中的实现

石永生

（江苏信息职业技术学院物联网工程系 江苏 214153）

【摘 要】随着科学技术与网络技术的不断发展与壮大，待测参量与控制单元数量在测控系统中得到了不断的扩大发展，之前仅依靠Windows环境运行的单个线程执行多路测试与控制任务的机制已经跟不上系统发展的脚步，远远达不到系统的要求。但是，多线程技术却可以很好的实现单线程执行不了的执行性任务，并且在控制系统的性能方面得到进一步的提高，尤其是在采集多线程数据时，其在软件中表现出来的快捷、方便与可靠性，让测控系统变得更加完美。本文对多线程技术与测控系统进行了研究，旨在探讨多线程技术在测控系统中的实现，使得测控系统可以适应时代发展的趋势。

【关键词】多线程技术；测控系统；Windows平台

中图分类号：TP273 文献标识码：A 文献编号：1009-6833（2013）12-043-02

Implementation of multi thread technology in measurement and control system

Shi Yongsheng

Abstract：As science and technology and network technology continues to evolve and grow，test parameters and control the number of units in measurement and control system has been continuously expand and develop，before relying on only a single thread running Windows environment，perform multiple tasks test and control mechanisms have been the system can not keep up the pace of development，far less than the requirements of the system. However，it can be a good multi-threading technology to achieve single-threaded execution of tasks can not be performed，and the performance of the control system has been further improved，especially in the acquisition of multi-threaded data，it manifested in the software fast，convenience and reliability，allowing monitoring and control systems become more perfect. In this paper，multi-threading technology and control system were studied to investigate the multi-threading technology in the measurement and control system implementation，monitoring and control systems can be adapted so that the development trend of the times.

Keywords：multithreading technology；monitoring system；Windows platform

0 引言

Lab Windows/CVI是一种交换式的C语言开发平台，它可以通过多线程技术采集多路数据。之前在Windows环境中主要依赖的是单个线程执行多路测试与控制任务来实现运行操作，然而随着现代的科学技术与网络技术的发展与壮大，单个线程技术已经不能远远不能满足系统的要求，亟待解决与突破[1]。在这种情况下，多线程技术应运而生。将多线程技术应用到测控系统中，可以大大的提高程序的性能，从而提高测控系统的工作效率。此外，在测控系统中运用多线程技术，可以很好的实现人机友好互动的界面，而且编程的过程也较为简洁明了，受到了众多工程设计工作者的青睐，是测控系统的未来发展趋势。所以，现阶段探讨多线程技术在测控系统中的实现，为其探索出一条道路，具有非常重大的意义。

建立这一系统，首先要创建出一条主线程，然后根据主线程的需要，对同一线程池中的3个辅助线程进行激活[4]。在采集数据时，可以分为两大部分：一是在进行测量时采集AD数据卡，二是进行温度测量时采用RS232设备，并将测量出来的结果用LED显示出来。因为对串口设备的频率与访问时间都不会相差很大，所以可以将这些采集数据的过程放置到某个辅助的线程里。这样，多线程技术不仅可以得到很好的利用，还可以对过多的开设线程造成的系统资源浪费进行规避。

2.2 关键技术

在设计多线应用程序时，有一个非常关键的问题需要慎重的考虑，即关于线程间的数据通信问题[5]。因为能够实时显示系统的状态与信息是主线程的需求，把采集而来原始数据传入到主线程中，需要辅助线程2与辅助线程3的准确性。线程安全变量、线程锁与线程安全队列是Lad Windows/CVI Utility Library提供出来的三种保护数据机制[6]。在装载机测试系统的过程中，通过线程安全队列的方式可以实现主线程与辅助线程之间的数据传递，其过程如图2所示。需要注意的是，在进行数据采集之前，需要先激活辅助线程，

然后再将调用函数放到主线程中，创建出一个可以在内存中专用空间使用的数据缓冲，即线程安全队列，这个队列的大小函数确定应该取决于前两个参数。

1 多线程技术概述

将进程与线程的非抢占式方法应用与Windows操作系统中，

在Windows中运用多线程程序可以让可以实现多任务的操作[2]。

操作系统在执行完某个线程的一段时间后，自动切换到其他的线程中继续运行，也就是进行线程切换。通常在切换线程时操作系统的速度非常快，用户会想当然的认为多个线程都是在同时运行的。其实在测控系统中，运用多线程技术，可以实现真正意义上的在操作系统中执行多个线程，从而大大的提高计算机的性能。

2 多线程技术在测控系统中的设计 2.1 设计项目

运用装载机性能检测系统时可以有针对性的对出厂检测的各项功能性能的装载机，运用的是分布式测控系统[3]。在这一

系统中掘起力、提升力与速度是在进行测量时必须具备的基本参量。这一软件的线程安排图如图1所示。

图2 通过安全队列进行线程间数据传递

图1 装载机测控系统软件多线程结构

在关键技术中，除了要有数据的保护，还要运用到指定的处理器[7]。当有多个处理器在计算机中使用时，便可以通过调用Cmt Get Number Of Processors函数的进行程序运行，以此来

2013.12

网络安全技术与应用 43

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技术·应用

获得在这个程序中计算机中处理器的数量。在指定允许执行程序的处理器时，通常使用的是Set Process Affinity Mask函数。在指定允许执行程序中的特定线程中的特定线程的处理器数量，通常使用的是Set Thread Affinity Mask函数来处理。尤其要注意的是，Set Process Affinity Mask在接受到传递信息之后，mask的变量通过一定的程序传递到Set Process Affinity Mask中的mask变量的子集中。

得RS-422A与RS-232C能够串行起来，便于向其他系统传递采集过来的数据。通过循环地接受串行接口传输过来的数据，监测系统可以很好的进一步的数据计算以及任务分析进行完成。

将用户管理接口作为主线控的燃气轮机运行参数监测系统软件，可以把上下限的检查、数据采集以及数据库存储等定位后台线程，而在所有的并发线程中，优先级最高的应该是数据采集线程。因为数据采集线程的主要负责任务就是将采集而来的数据不间断地放置到某个公共数据缓冲区域，这样可以方便其他线程对其进行调用，从而及时对上下限的检查与数据判断等线程进行唤起，对当前数据的参数类型以及所处的参数区间进行确定。结束了数据判断线程的工作后，应该及时将图形显示线程工作进行唤起，因为如果参数数据超过了时限的话，那么分析线程故障就会被立即唤起。所以运行整个程序的过程中，享有最高优先级别的主线程应该是用户管理，只有用户管理运 …… 此处隐藏：5745字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……