上位机开发介绍

1、 上位机介绍

 上位机是指可以直接发出操控命令的计算机，一般是PC，通常用于屏幕上显示各种信号变化（液压，水位，温度等），并将这些数据存储下来，供分析。
 下位机是直接控制设备，获取设备状况的计算机，一般是PLC（Programmable Logic Controller）/单片机（考虑一块板子上单片机与传感器的关系）。
 

2、 与下位机交互

 上位机发出的命令首先传给下位机，下位机再根据命令解释成相应时序信号直接控制相应设备。下位机不时通过读取设备状态数据（一般为模拟量），转换成数字信号反馈给上位机。
 

3、应用实例

 下面举个上下位机应用的实例场景。我们现在有个房间，我们需要实时监测这个房间的环境状态，主要是监测房间的温度、湿度，让它们维持在一定的值左右，过高过低都不行。
 
 传统情况下，我们会在房间里装上温湿度计，然后派个工作人员，定期的去查看房间内温湿度计的值，针对过高过低的情况，采取一些措施。那么这种情况，有些不足，一是需要人定时去看，很麻烦，二是实时性非常差，很有可能环境的状态已经异常了，这个时候工作人员不在场，导致不能及时地采取措施调整环境而引发意外。
 
 若我们使用一套自动化的环境监测设备，那么我们可以在房间中，装上电子远传式的温湿度计（下位机），将温湿度计的状态实时远传到监测系统（上位机）。工作人员只需要坐在电脑前，查看远传而来房间状态，若出现异常，可以通过上位机控制室内处理异常的设备（如温度过高，远程开空调），就可以不到现场便能处理异常。甚至如果设备系统更加自动化，上位机本身便可以根据通过下位机发来的数据是否正常，而做出一些操作，都不需要人来操作。
 
 当然，实际环境可能会有所差异，举这个土味的例子只是为了形象地介绍上、下位机。
 

4、两者关系

 看到这边你会发现上位机的存在实际上是依赖下位机的（需要硬件支撑）。如果没有下位机，上位机就没有数据来源，没有任何作用。而没有上位机，对下位机来说没有太大影响，下位机可以在自身的程序中添加一定自动化的功能，很多时候不需要上位机也行。
 
 但实际上大多数情况上下位机是相辅相成的，一个合理有效的上位机可以节省大量人力物力。甚至很多情况下，如恶劣的环境、复杂的环境监测、精密的设备控制，上位机是必不可少的。
 
 总的来讲，上位机对下位机的操作大类上只有两种，读&写。改变下位机状态，操控下位机，都是写操作。获取设备数据便是读操作。两者的基本关联非常简单。因此，或许你会认为上位机是技术含量较低的程序。其实不然，凭我个人理解，下位机的代码逻辑通常较单一，但是下位机种类非常多变，每种设备上的外设都不大一样。而上位机，通常运行的环境是比较单一的，但是要与多种下位机通信，还会涉及到UI，存储，复杂点的还有数据分析，庞大的上位机程序代码逻辑还是挺复杂的，涉及的技术也广。一个优秀的上位机复用性非常强，对相近设备的操控，仅仅需要修改协议即可。
 

5、开发工具

 上位机开发通常使用c++（Qt、mfc）、c#（.net）、vb。其中就目前的情况来看，Qt和.net应该是目前应用相对比较广的。vb和mfc都是比较老旧的工具，做的界面也比较有年代感。其中，新版本的Qt还支持用Python来编写，制作的上位机程序也是不错的。其他，一些组态软件是专门做上位机软件的，像组态王、力控，相当于是二次开发，门槛较低一些，操作也比较简单，但是拓展性差。