嵌入式Internet系统中网络互连的实现

一、概述

微软的Win32（Windows 9X,Windows NT, Windows 2000,Windows XP）是一个多进程、多线程的32位操作系统。所谓进程只是资源的分配单位，它用来描述一个载入内存的程序，一个执行的任务；而线程是程序的执行单位，是应用程序的一条基本执行路径。每个进程产生时都有一个线程，这个线程叫主线程。一个进程上可以多个线程，这些线程可以共享同一进程空间且可以并发执行。除非用户使线程之间互相可见，一个线程将独立于进程中的其它线程而运行。各线程之间应当通过信号和其它进程内通信的方法来协调工作。

作为变电站，应该具备如下几方面的要求：⑴ 能用各种图形画面来从不同角度实时反映变电站的运行状态；⑵ 能用各种数据表格实时地反映各条线路、主变、母线上的电压、电流、有功、无功、温度、电度等的实时值；⑶ 能及时地发现任何异常并以多种形式做出相应的报警；⑷ 能分类记录和方便查阅各种历史记录、历史数据等；⑸ 能对被选中的设备发出操作控制和修改定值命令；⑹ 具备一定的分析、统计、产生报表的功能；⑺ 由于电力系统的特殊性，要求具有很高的安全性与稳定性。

应用程序的运行效率是软件开发工作中应注意的一个问题，而应用程序中诸线程对系统中最宝贵的资源──CPU的占用率又是其重要方面。本文以6作为开发环境并结合变电站当地来讨论这一问题。

二、 中的线程类TThread

的TThread类封装了线程，利用它可方便地创建多线程应用程序。

其中，Create构造函数用来创建一个TThread类实例，若CteateSuspended参数的值为TRUE,创建的线程处于挂起状态，否则，创建的线程处于运行状态；Destroy析构函数用来删除一个线程的实例。Priority属性用来设置线程的优先级别，可进行读写操作；Suspended属性用来决定一个线程是否挂起；。若调用时该线程正在执行，则调用Terminate方法来终止它；Terminated方法设置了一个内部的标志位，以表明一个线程结束。Excute方法定期地检查该标志位，一旦该标志位变为TRUE，将尽快跳出该线程。

在Delphi的多线程编程中，绝大部分VCL构件都是临界资源，只能由主线程使用，其它线程要使用这些构件的属性和方法，必须使用其Synchronize方法，以避免用户线程与主线程的冲突。

三、多线程类技术在变电站监控系统中的应用

根据变电站监控系统的特点,我们从Delphi的TThread类派生出4个新的类：TCommProcess、TWarningProcess、TGraphTableProcess和THistoryDataProcess。TCommProcess类负责与前置通信管理机、五防系统、录波装置通信。TWarningProcess类负责在必要时播放操作提示语音、告警语音、事故音响或预告音响。语音和音响两者只取其一即可，且事故音响优先于预告音响。TGraphTableProcess类负责利用上行的实时信息对各种图形画面和数据表格进行自动刷新。TRecordAndReportProcess类负责将各种历史数据环形队列中缓存的记录写入数据库以及各种报表的生成。

1.构造函数

在派生类的构造函数中，都只有如下两句:inherited Create(); FreeOnTerminate:=true;

2.线程对象的定义

CommProcess:TCommProcess; WarningProcess:TWarningProcess;

GraphTableProcess:TGraphTableProcess; HistoryDataProcess:THistoryDataProcess;

3.创建和启动各个线程，并设置各线程的优先级

CommProcess:=TCommProcess.Create; CommProcess.Priority:=tpLowest;

WarningProcess:=TWarningProcess.Create; WarningProcess.Priority:=tpLowest;

GraphTableProcess:=TGraphTableProcess.Create;

GraphTableProcess:=TGraphTableProcess.Create;

GraphTableProcess.Priority:=tpLowest;

HistoryDataProcess:=THistoryDataProcess.Create;HistoryDataProcess.Priority:=tpLowest;

4.终止各个线程

CommProcess.Terminate; WarningProcess.Terminate;

GraphTableProcess.Terminate; HistoryDataProcess.Terminate;

5.各线程的执行函数

考虑到线程函数中所调用的几个过程使用了VCL构件库中的非线程安全对象的属性和方法，我们通过线程的Synchronize方法来调用它们，以避免与主线程的冲突。

四、多线程的调度

CPU是计算机中最重要的资源，我们应当根据应用程序中各个任务的实时性要求，合理地对诸线程进行调度，以求尽可能地降低单个进程对CPU的占用率。我们利用Win32的器中断，每隔一段时间（比如500毫秒,不必很精确）作如下检查与处理：若某线程处于被挂起状态，则将该线程唤醒；否则，不予处理。

这样，每当线程在没有任务或已完成对任务的处理后自动进入被挂起状态，直至下一次被唤醒。实际运行情况表明，尽管本应用程序的功能复杂、任务繁多，但其对CPU资源的占用率仍然很低，且能够较好地满足系统的实时性指标，有利于提高系统的稳定性。