小型磁偏转质谱计上位机软件的设计与实现(2)

2013-05-23 李泰国 兰州空间技术物理研究所

　　质谱计在通信过程中，首先由上位机通过CAN 总线向下位机发送开机指令，下位机收到开机指令后开始工作。在工作过程中，上位机每1S 通过CAN 总线向下位机进行一次状态数据轮询，每2S 进行一次试验数据轮询。下位机在收到轮询指令后通过CAN 总线向上位机发送相应数据，上位机在接收到数据后按原始格式保存在文本文档中。质谱计通过CAN 总线发送指令与接收数据的流程如图4 所示。

上位机和下位机握手数据流程图

图4 上位机和下位机握手数据流程图

3、基于VC + + 的小型磁偏转质谱计上位机软件的实现

3.1、上位机软件运行参数设置

　　小型磁偏转质谱计上位机软件参数设置包括: CAN 通道选择，验证码、屏蔽码、滤波方式设置，模式选择，发送方式选择，帧类型以及帧模式设置。参数设置界面如图5 所示。

3.2、上位机软件数据存储与解析

　　质谱计上位机软件通过CAN 接口卡接收下位机上传的4 帧每包的状态数据以及30 帧每包的试验数据，上位机软件将按顺序接收到的数据以原始格式实时的保存到TXT 文档中。

　　在数据采集完成后，可通过上位机软件的数据处理页面解析采集的数据。由于原始数据中包含了状态数据和试验数据两种类型的数据，所以在数据解析过程中，分别依据状态数据以及试验数约定格式进行解析数据，将解析后的数据分别保存在两个文件中。其中，解析后的状态数据格式如图6 所示:

上位机参数设置界面

图5 上位机参数设置界面

解析后的状态数据格式

图6 解析后的状态数据格式

3.3、上位机软件运行界面

　　质谱计上位机软件开机运行界面如下图所示。

质谱计上位机软件运行界面

　　图7 质谱计上位机软件运行界面

4、结论

　　利用CAN 总线通信功能实现与下位机通信，设计了小型磁偏转质谱计上位机软件，实现了对质谱下位机软件的控制、数据采集、数据保存和解析。该上位机软件具有如下特性:

　　(1) 通过计算机控制来实现扫描电压连续可调; (2) 通过上位机实现对下位机的参数设置; (3) 实现对数据信号的采集、存储和解析。

　　利用USBCAN - 2A 开发的接口，通过VC + + 与下位机进行CAN 通信。缩短了编制软件的周期，提高了数据测量的稳定性，优化了现有系统，使工作效率大为提高。

参考文献:

　　[1]郭红运，李得天，郭美如，等. 基于LabVIEW 的小型磁偏转质谱计数据采集系统设计. 中国仪器仪表学会，2010.

　　[2]饶运涛，邹继军，郑勇芸. 现场总线CAN 原理与应用技术. - 北京: 北京航空航天大学出版社，2003. 6.

　　[3]周旭，李小敏，俞承芳. 基于ARM 的集散系统上位机设计[J]. 仪器仪表学报， 2006 27( z1) .

　　[4]郭美如，李得天，肖玉华. 小型磁偏转质谱计磁场的分析计算[J]. 真空与低温， 2010.

　　[5]孙鑫，余安萍. VC + + 深入详解. 电子工业出版社，2006，6.

　　[6]Detian Li，Meiru Guo，Yuhua Xiao. Development of a miniature magnetic sector mass spectrometer [J]. Vacuum 85( 2011) 1170 - 1173.