一种基于VC的在线分析仪器的信息管理设计

其中C++ 中部分代码如下：

1.6 TCP/IP 传输

TCP/IP 传输是方便数据能够通过互联网把实时数据传到本地监控中心或环境监测中心，其TCP/IP 通讯界面如图7 所示。在基于SOPC 的在线分析仪器平台，可以利用 NiosII 这个用户可定制的CPU 来增加新的外设、新的指令，分配外设的地址等。用户可以直接在客户端通过IE 浏览器访问服务器，浏览存储在Flash 中的信息。根据Web 服务器的原理， Altera公司新提供的Nichestack TCP/IP Stack 协议设计实现了应用程序提供的标准的Socket 接口以及TCP/IP 等协议。

由于设计采用了Altera 公司低端的一款FPGA,数据存储能力比较有限，所以在设计中通过RS232 读出数据，再通过上位机传输给网络。TCP/IP 通讯功能已经在某公司实时监控视频传输中成功实现。

2 系统调试和数据验证

图8 所示是最小二乘法拟合氧含量和输出电压的曲线图。

操作时可选取10 个数据点，在最常用的Excel 中实现最小二乘曲线拟合。(x,y)是根据样气浓度选择的待测气体的测量点，x 为传感器输出电压值，y 为对应的样气中的氧含量值，n为拟合多项式的次数。其中x 和y 取值分别为表2 中的标准气值和传感器输出电压。从n=2 即二次多项式拟合开始，经过试验，当n=5 时，即拟合多项式的格式为：

设计以该5 次方程替代能斯特方程，能够精确地计算出氧气含量，精度满足仪器设计要求[3].Excel 最小二乘法实现氧含量与对应输出电压曲线拟合如图8 所示。图中曲线为输出电压的拟合曲线。拟合多项式系数和拟合精度评定如表1所列。

将拟合多项式系数a,b,c,d,e 通过仪表键盘输入到仪表系统中，当开启仪表“非线性校准”功能时，仪表将根据5 次方程将检测到的电压信号换算成浓度信号并显示在测量界面。将氧化锆传感器加热到700 ℃，控制标准气体流量280 ml/min,分别通入五组标准样气，测量结果如表2 所列。

由表2 可见，用最小二乘原理拟合曲线代替能斯特计算公式，仪器测量的氧含量整体误差小于0.5%,达到0.5 级表的要求。换几组气测试，测试结果也在误差范围内。其测试结果如表3 所列。

3 结 语

本文首先对上位机的信息管理的核心做了部分设计，包括了非线性验证和TCP/IP 通讯的实现;然后对基于SOPC 的在线分析仪器智能平台的数据处理做了验证，结果表明，本仪表能达到0.5 级表的要求。