气动量仪是一种非接触式长度测量仪器，它能将工件尺寸的变化量转换成压缩空气流量或压力的变化，由指示装置指示出来，从而测量出工件尺寸的误差。因其操作简便、测量效率高，被广泛应用于机械制造工业生产实际中。气动量仪一般配备ＲS485 通信接口，具备多机通信能力，生产气动量仪的商家通常会为其产品开发相应的配套软件。但配套软件功能单一、针对性不强，也不具备数据自动分组、实时图表显示等功能，让用户在使用操作中多有不便，因而可视化的数据自动采集系统便成为了一种急切需求。文中基于VC + + 和Excel 很好地满足了这一需求。

      1 系统架构介绍

      该系统的整体架构框图如图1 所示，为了实现气动量仪与电脑的通信，须经过ＲS232-ＲS485 转换器。系统软件包括3 个部分: ( 1) 通信部分，实时得到气动量仪瞬时数据，在测完尺寸后计算得到测量数据; ( 2) 数据实时绘点，以图表的形式显示每一个测量结果，以便操作员查看误差走向; ( 3) 数据处理，把采集到的数据实时地存储到Excel 报表文件中，以便二次处理及存档。

      2 通信部分的设计与实现

      气动量仪的信号由计算机的ＲS232 串口采集，因而系统的通信部分即是对ＲS232 串口的操作。通常来讲，其实现方法主要有两种: 一种是使用Windows操作系统的API; 另一种是使用微软公司提供的MSComm 控件。前一种方法较为繁琐，不便使用; 后一种方法方便、简单。因此，该系统使用MSComm控件实现通信。

      MSComm 全称为Microsoft Communications Control，是Microsoft 公司提供的简化Windows 串行通信编程的ActiveX 控件，它为应用程序提供了通过串行接口收发数据的简便方法，编程人员不需要花过多时间去了解复杂的API 函数，就可实现串口编程。

      MSComm 控件提供了两种处理通信问题的方法:

      (1) 事件驱动( Event-Driven) 方法; (2) 查询法。

      查询方式是指通过用户程序中定时或不定时地查询MSComm 控件的内部成员CommEvent 属性是否发生变化来进行相应的处理。事件驱动方式是处理串行端口交互作用的一种非常有效的方法，许多情况下，事件发生时需要得到通知( 比如在CarrierDetect ( CD)或Ｒequest To Send ( ＲTS) 线上有一个字符到达或一个变化发生) ，此时，可以利用MSComm 控件的On-Comm 事件捕获并处理这些通信事件; OnComm 事件还可以检查和处理通信错误。在编程过程中，通过在OnComm 事件处理函数中加入相应处理代码，实现应有的功能。这种方式的优点是实时性强，可靠性高。MSComm 控件的事件OnComm 是该控件的惟一事件。此事件可用来处理所有与通信相关的事件，不管是何种事件发生，MSComm 控件只用一个CommEvent的属性予以代表。使用事件程序的好处是不需要一直让程序处于检查的状态，只要事先将程序代码写好，如事件发生，就会直接执行相应的程序指令。

      由于涉及到多机通信，为了保证实时性，必须配合一个定时器来完成多机轮询功能，在每一个定时器结束时，结束上一台仪器的查询并启动下一台仪器的查询。

      处理通信的流程图如图2 所示。

      3 实时图表设计与实现

      测量人员通常希望将采集的数据以图表的方式直观并实时地显示出来，以便直接观察出测量结果是否超出公差上下限，系统采用MSChart 实现数据的实时图表显示。MSChart 是Microsoft 公司制作的功能强大的图表控件，它可以按照一定的规范将数据以图表的形式绘制出来，使数据变得直观生动。MSChart 具有45 个属性，9 个方法，49 个事件，可灵活编程，也可实现各类表的显示。此外，利用MSChart 可以很方便地建立各种图表，制作各种2 维3 维的直方图、折线图以及饼状图。

      在使用MSChart 进行绘图时，为了得到预设显示效果，首先需要对MSChart 进行初始化操作，该系统需要把图形设置为2D 线条型，此外需要设置上限、下限、中线的粗细程度、颜色，记录点样式、颜色、大小等。

      实时图表的部分初始化代码为:

      4 与Excel 报表交互设计与实现

      Excel 强大的报表制作功能是众所周知的，它具有强大的公式计算和图表绘制功能，而VC 强大的数据处理能力，操作一个Excel 模板可以显著地缩短报表的制作周期。VC 操作Excel 有多种方法，该系统采用COM 自动化方法，具体的报表制作过程为:

      (1) 用Excel 预先设计好具有公式和图表的报表文档;

      (2) VC 操作Excel 程序加载模板新建报表文档;

      (3) VC 操作Excel 程序向报表文档的对应单元格中填充采集数据。 

      Excel 的对象模型是层次组织结构。集合作为对象的容器，是一组属于同一类型的对象或相关对象的集。Application 对象表示整个应用程序，处于模型的最顶层。Workbooks 对象作为所有Workbook 对象的集合，包含在Application 对象中。Worksheets 对象作为所有Worksheet 对象的集合，包含在Workbook 对象中。Ｒanges 对象作为所有Ｒange 对象的集合，包含在Worksheet 对象中，是用来处理单个单元格或成组单元格的对象。利用MFC 类向导插入Excel 模板类后即 可利用这些类定义对象来操作Excel 数据。当要向Excel 文档中输入一条数据时，需要从对象模型中的顶层向下逐层找到操作对象，处理流程如图3 所示。

      5 结束语

      该自动数据采集系统实现了气动量仪的自动数据采集，具有实时图表显示、后台报表输出的功能。后台输出的Excel 文档用户可以进行二次处理，极大地提高了管理效率。也可以将该方法推广至其他类似场合，具有很高的实用价值。