C++ MFC实现基于RFID读写器的上位机软件

C++ MFC实现基于RFID读写器的上位机软件

该博客涉及的完整工程托管在https://github.com/Wsine/UpperMonitor，觉得好请给个Star (/▽＼=)

运行和测试环境

• Windows 10
• Visual Studio 2013
• msado15.dll(工程自带)
• ZM124U.dll(工程自带)
• RFID读写器ZM124U

理论支持全部Win32运行环境

参考内容

• https://github.com/Wsine/UpperMonitor/blob/master/references/ZM12xUE系列接口函数说明_20130712.pdf
• http://durant35.github.io/categories/物联网技术导论实验课/
• MSDN Microsoft Developer Network MFC&ATL VS2013

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代码实现

软件框架

在消息响应函数OnInitDialog()中完成整个框架的内容设置，包括插入Tab选项卡标签，关联对话框，调整大小和设置默认选项卡

BOOL CUpperMonitorDlg::OnInitDialog() {
	CDialogEx::OnInitDialog();

	// TODO:  在此添加额外的初始化代码
	// 1. 插入Tab选项卡标签
	TCITEM tcItemDebugger;
	tcItemDebugger.mask = TCIF_TEXT;
	tcItemDebugger.pszText = _T("调试助手");
	m_MainMenu.InsertItem(0, &tcItemDebugger);
	TCITEM tcItemAppdev;
	tcItemAppdev.mask = TCIF_TEXT;
	tcItemAppdev.pszText = _T("应用开发");
	m_MainMenu.InsertItem(1, &tcItemAppdev);
	// 2. 关联对话框，将TAB控件设为选项卡对应对话框的父窗口
	m_MenuDebugger.Create(IDD_DEBUGGER, GetDlgItem(IDC_TAB));
	m_MenuAppdev.Create(IDD_APPDEV, GetDlgItem(IDC_TAB));
	// 3. 获取TAB控件客户区大小，用于调整选项卡对话框在父窗口中的位置
	CRect rect;
	m_MainMenu.GetClientRect(&rect);
	rect.top += 22;
	rect.right -= 3;
	rect.bottom -= 2;
	rect.left += 1;
	// 4. 设置子对话框尺寸并移动到指定位置
	m_MenuDebugger.MoveWindow(&rect);
	m_MenuAppdev.MoveWindow(&rect);
	// 5. 设置默认选项卡，对选项卡对话框进行隐藏和显示
	m_MenuDebugger.ShowWindow(SW_SHOWNORMAL);
	m_MenuAppdev.ShowWindow(SW_HIDE);
	m_MainMenu.SetCurSel(0);

	return TRUE;  // 除非将焦点设置到控件，否则返回 TRUE
}

在消息响应函数OnSelchangeTab()中完成选项卡切换，其实内容都一直存在，只是把非该选项卡的内容隐藏了，把该选项卡的内容显示出来，仅此而已

void CUpperMonitorDlg::OnSelchangeTab(NMHDR *pNMHDR, LRESULT *pResult) {
	*pResult = 0;

	// 获取当前点击选项卡标签下标
	int cursel = m_MainMenu.GetCurSel();
	// 根据下标将相应的对话框显示，其余隐藏
	switch(cursel) {
		case 0:
			m_MenuDebugger.ShowWindow(SW_SHOWNORMAL);
			m_MenuAppdev.ShowWindow(SW_HIDE);
			break;
		case 1:
			m_MenuDebugger.ShowWindow(SW_HIDE);
			m_MenuAppdev.ShowWindow(SW_SHOWNORMAL);
			break;
		default:
			break;
	}
}

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调用ZM12xUE API

首先需要在工程中include相应的文件，就是已经封装好的ZM124U.lib和ZM124U.h

#pragma comment(lib, "./libs/ZM124U.lib")
#include "./libs/ZM124U.h"

然后就可以当作已经实现的函数一样，直接调用即可。库函数的传入参数和返回值全部都可以在上面的参考文件中找到，返回值一般使用IFD_OK足够了。下面以打开设备为例，展示一下如何使用

void CDebugger::OnBnClickedBtnopendevice() {
	if(IDD_PowerOn() == IFD_OK) {
		// 更新状态栏，成功
		isDeviceOpen = true;
		((CEdit*)GetDlgItem(IDC_EDITSTATUS))->SetWindowTextW(_T("开启设备成功"));
	}
	else {
		// 更新状态栏，失败
		isDeviceOpen = false;
		((CEdit*)GetDlgItem(IDC_EDITSTATUS))->SetWindowTextW(_T("开启设备失败"));
	}
}

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类型转换

unsigned char转CString

这部分和printf函数相似，就是使用CString.Format()函数把它转换为相应的内容，然后拼接到最终的CString对象中。大多数类型转CString都可以使用这种方法，说明CString封装得好。CString.Format()函数的第一个参数的写法类似于printf的输出时的写法。详看MSDN上面的说明。

CString uid, temp;
unsigned char buff[1024];
uid.Empty();
for(int i = 0; i < buff_len; i++) {
	// 将获得的UID数据（1 byte）转为16进制
	temp.Format(_T("%02x"), buff[i]);
	uid += temp;
}

CString转int / long

前提CString的内容是数字。使用函数_ttoi(CString) | _ttol(CString)即可，如需转unsigned char类型，再使用强制转换类型即可

CString mecNum;
int mecNumInt = _ttoi(mecNum);
long mecNumLong = _ttol(mecLong);
unsigned char point = (unsigned char)_ttoi(mecNum) + 1;

*CString转char **

说实话没有找到好的方法，但是只要char*空间足够，可以使用=直接赋值，内置转换，我觉得一定有这个API的，但是我没找到而已

void CUtils::CString2CharStar(const CString& s, char* ch, int len) {
	int i;
	for (i = 0; i < len; i++) {
		ch[i] = s[i];
	}
	ch[i] = '';
	return;
}

*十六进制CString转UnsignedChar **

这里要求传入参数必须是偶数个字符，同时操作两个字符的转换方法

void CUtils::HexCString2UnsignedCharStar(const CString& hexStr, unsigned char* asc, int* asc_len) {
	*asc_len = 0;
	int len = hexStr.GetLength();

	char temp[200];
	char tmp[3] = { 0 };
	char* Hex;
	unsigned char* p;

	CString2CharStar(hexStr, temp, len);
	Hex = temp;
	p = asc;

	while (*Hex != '') {
		tmp[0] = *Hex;
		Hex++;
		tmp[1] = *Hex;
		Hex++;
		tmp[2] = '';
		*p = (unsigned char)strtol(tmp, NULL, 16);
		p++;
		(*asc_len)++;
	}
	*p = '';
	return;
}

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界面美化

设置控件颜色

在每个控件开始绘制内容在窗口的时候，都会向父窗口发送WM_CTLCOLOR消息，因此我们只需要重载相应的父窗口消息响应函数OnCtlColor()即可，程序会运行完响应函数的代码再开始绘制内容。因此在响应函数中判断并改变刷子颜色即可。

#define RED RGB(255, 0, 0)
#define BLUE RGB(0, 0, 255)
#define BLACK RGB(0, 0, 0)

HBRUSH CDebugger::OnCtlColor(CDC* pDC, CWnd* pWnd, UINT nCtlColor) {
	HBRUSH hbr = CDialogEx::OnCtlColor(pDC, pWnd, nCtlColor);

	// TODO:  在此更改 DC 的任何特性
	switch(pWnd->GetDlgCtrlID()) {
		case IDC_EDITSTATUS:
			if(this->isDeviceOpen)
				pDC->SetTextColor(BLUE);
			else
				pDC->SetTextColor(RED);
			break;
		case IDC_EDITIOSTATUS:
			if(this->canIO)
				pDC->SetTextColor(BLUE);
			else
				pDC->SetTextColor(RED);
			break;
		case IDC_EDITVERSIONINFO:
		case IDC_EDITCARDUID:
			pDC->SelectObject(&m_font);
			break;
		default:
			pDC->SetTextColor(BLACK);
			break;
	}

	return hbr;
}

设置控件字体

在窗口的类中声明CFont类型的字体，在窗口的构造函数中为字体其赋值，在数据交换的消息响应函数中把字体绑定到响应的控件中去。注意，Create出来的GDI对象都是需要手动删除的，否则会造成GDI泄漏。【听说把Windows系统的2000多个GDI泄漏完了，系统就绘制不了任何东西了，看来就像电脑卡了哈哈o(^▽^)o不知道新版VS有没有修复，我没有试过，有人试了记得告诉我...

/* Debugger.h */
class CDebugger : CDialogEx {
private:
	CFont m_font;
};

/* Debugger.cpp */
CDebugger::CDebugger(CWnd* pParent) : CDialogEx(CDebugger::IDD, pParent) {
	// 创建字体
	m_font.CreatePointFont(93, _T("楷体"));
}

CDebugger::~CDebugger() {
	DeleteObject(m_font);
}

void CDebugger::DoDataExchange(CDataExchange* pDX) {
	CDialogEx::DoDataExchange(pDX);
	GetDlgItem(IDC_OpenDevice)->SetFont(&m_font);
	GetDlgItem(IDC_GETCARDINFO)->SetFont(&m_font);
}

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数据库操作

这里使用的是ODBC(Open Database Connection)技术和OLE DB(对象链接与嵌入数据库)技术。ODBC API可以与任何具有ODBC驱动程序的关系数据库进行通信；OLE DB扩展了ODBC，提供数据库编程的COM接口，提供可用于关系型和非关系型数据源的接口[也就是可以操作电子表格、文本文件等]。

这部分的理论知识建议参考上面提及的参考内容

配置数据库

• mysql
• mysql-connector-odbc
• ZD124UE_DEMO.sql(工程文件包含)

安装过程省略，首先需要建表，双击ZD124UE_DEMO.sql即可新建一个数据库及其相应的表格。然后配置数据源，参照下图，点击Test查看连通情况

连接数据库

注意：这里Open函数的字符串需要和上面配置的数据源一致

BOOL CAdoMySQLHelper::MySQL_Connect(){
	// 初始化OLE/COM库环境
	CoInitialize(NULL);

	try{
		// 通过名字创建Connection对象
		HRESULT hr = this->m_pConnection.CreateInstance("ADODB.Connection");
		if (FAILED(hr)){
			AfxMessageBox(_T("创建_ConnectionPtr智能指针失败"));
			return false;
		}
		// 设置连接超时时间
		this->m_pConnection->ConnectionTimeout = 600;
		// 设置执行命令超时时间
		this->m_pConnection->CommandTimeout = 120;

		// 连接数据库
		this->m_pConnection->Open("DSN=MySQL5.5;Server=localhost;Database=ZD124UE_DEMO",
			"root",
			"root",
			adModeUnknown);
	}
	catch (_com_error &e){
		// 若连接打开，需要在异常处理中关闭和释放连接
		if ((NULL != this->m_pConnection) && this->m_pConnection->State){
			this->m_pConnection->Close();
			this->m_pConnection.Release();
			this->m_pConnection = NULL;
		}
		// 非CView和CDialog需要使用全局函数AfxMessageBox
		AfxMessageBox(e.Description());
	}
	return true;
}

断开数据库

void CAdoMySQLHelper::MySQL_Close(){
	if ((NULL != this->m_pConnection) && (this->m_pConnection->State)){
		this->m_pConnection->Close(); // 关闭连接
		this->m_pConnection.Release();// 释放连接
		this->m_pConnection = NULL;
	}

	// 访问完COM库后，卸载COM库
	CoUninitialize();
}

执行SQL语句

这部分可以完成数据库四大操作中的增、删、改三大操作，也就是用一行SQL语句完成

BOOL CAdoMySQLHelper::MySQL_ExecuteSQL(CString sql){
	_CommandPtr m_pCommand;
	try{
		m_pCommand.CreateInstance("ADODB.Command");

		_variant_t vNULL;
		vNULL.vt = VT_ERROR;
		// 定义为无参数
		vNULL.scode = DISP_E_PARAMNOTFOUND;
		// 将建立的连接赋值给它
		m_pCommand->ActiveConnection = this->m_pConnection;

		// SQL语句
		m_pCommand->CommandText = (_bstr_t)sql;
		// 执行SQL语句
		m_pCommand->Execute(&vNULL, &vNULL, adCmdText);
	}
	catch (_com_error &e){
		// 需要在异常处理中释放命令对象
		if ((NULL != m_pCommand) && (m_pCommand->State)){
			m_pCommand.Release();
			m_pCommand = NULL;
		}
		// 非CView和CDialog需要使用全局函数AfxMessageBox
		AfxMessageBox(e.Description());
		return false;
	}
	return true;
}

查询获取返回值

查询内容的方式实现如下面的代码实现。同时为了可以查询不同的表格，使用了void*作为返回值，具体使用方法看下面

void* CAdoMySQLHelper::MySQL_Query(CString cond, CString table){
	// 打开数据集SQL语句
	_variant_t sql = "SELECT * FROM " + (_bstr_t)table + " WHERE " + (_bstr_t)cond;
	
	OnRecord* pOnRecord = NULL;
	RemainTime* pRemainTime = NULL;
	try{
		// 定义_RecordsetPtr智能指针
		_RecordsetPtr m_pRecordset;
		HRESULT hr = m_pRecordset.CreateInstance(__uuidof(Recordset));
		if (FAILED(hr)){
			AfxMessageBox(_T("创建_RecordsetPtr智能指针失败"));
			return (void*)false;
		}
		//  打开连接，获取数据集
		m_pRecordset->Open(sql,
			_variant_t((IDispatch*)(this->m_pConnection), true),
			adOpenForwardOnly,
			adLockReadOnly,
			adCmdText);
		// 确定表不为空
		if (!m_pRecordset->ADOEOF){
			// 移动游标到最前
			m_pRecordset->MoveFirst();
			// 循环遍历数据集
			while (!m_pRecordset->ADOEOF){
				if (table == ONTABLE) {
					/********* Get UID ********/
					_variant_t varUID = m_pRecordset->Fields->GetItem(_T("UID"))->GetValue();
					varUID.ChangeType(VT_BSTR);
					CString strUID = varUID.bstrVal;
					/********* Get RemainSeconds ********/
					_variant_t varRemainTime = m_pRecordset->Fields->GetItem(_T("RemainTime"))->GetValue();
					varRemainTime.ChangeType(VT_INT);
					int intRemainTime = varRemainTime.intVal;
					/********** Get StartTime ******************/
					_variant_t varStartTime = m_pRecordset->GetCollect(_T("StartTime"));
					COleDateTime varDateTime = (COleDateTime)varStartTime;
					CString strStartTime = varDateTime.Format(TIMEFORMAT);
					/*********** Get isOverTime ***********/
					_variant_t varIsOverTime = m_pRecordset->Fields->GetItem(_T("isOverTime"))->GetValue();
					varIsOverTime.ChangeType(VT_BOOL);
					bool boolIsOverTime = varIsOverTime.boolVal;
					/************ Generate OnRecord ****************/
					pOnRecord = new OnRecord(strUID, intRemainTime, strStartTime, boolIsOverTime);
				}
				else if(table == REMAINTIMETABLE) {
					/********* Get UID ********/
					_variant_t varUID = m_pRecordset->Fields->GetItem(_T("UID"))->GetValue();
					varUID.ChangeType(VT_BSTR);
					CString strUID = varUID.bstrVal;
					/********* Get RemainSeconds ********/
					_variant_t varRemainTime = m_pRecordset->Fields->GetItem(_T("RemainTime"))->GetValue();
					varRemainTime.ChangeType(VT_INT);
					int intRemainTime = varRemainTime.intVal;
					/************ Generate RemainTime ****************/
					pRemainTime = new RemainTime(strUID, intRemainTime);
				}
				
				break; // Only Return one struct
				m_pRecordset->MoveNext();
			}
		}
	}
	catch (_com_error &e){
		AfxMessageBox(e.Description());
	}
	if (table == ONTABLE)
		return (void*)pOnRecord;
	else
		return (void*)pRemainTime;
}

调用方法如下：

void CAppdev::OnBnClickedBtnstartweb() {
	OnRecord* pRecord = (OnRecord*)adoMySQLHelper.MySQL_Query(cond, ONTABLE);
	// do something you want
	delete(pRecord); // Important!
}

void CAppdev::OnBnClickedBtnexitweb() {
	RemainTime* pRemainTime = (RemainTime*)adoMySQLHelper.MySQL_Query(cond, REMAINTIMETABLE);
	// do something you want
	delete(pRemainTime); // important!
}

定时器实现

首先需要创建一个定时器，调用SetTimer()函数设置一个定时器并用一个UINT_PTR记录下该定时器，这里设置的定时器计时单位是毫秒；然后在消息响应函数OnTimer()中对其进行相关的操作；切记定时器也是需要销毁的，但需要在消息响应函数DestroyWindow()中完成，不能在析构函数中完成

/* Appdev.h */
class CAppdev : public CDialogEx {
private:
	UINT_PTR m_ActiveTimer;
};

/* Appdev.cpp */
void CAppdev::DoDataExchange(CDataExchange* pDX) {
	CDialogEx::DoDataExchange(pDX);
	// 启动定时器
	m_ActiveTimer = SetTimer(SCANTIMER_ID, SCANTIMER * 1000, NULL);
}

void CAppdev::OnTimer(UINT_PTR nIDEvent) {
	// 在此添加消息处理程序代码和/或调用默认值
	switch (nIDEvent){
		case SCANTIMER_ID:
			// do something here
			break;
		default:
			break;
	}

	CDialogEx::OnTimer(nIDEvent);
}

BOOL CAppdev::DestroyWindow() {
	// 销毁定时器
	KillTimer(m_ActiveTimer);
	return CDialogEx::DestroyWindow();
}

临界区问题

软件是一个读写器的上位机软件，那么系统会定时更新数据库即用户的余时，并将已经超时的用户移除和标记。若此时也有用户访问数据库，由于ADO DB使用的是读写模式打开的，因此多并发访问会出问题。因此，这个问题就变成了一个经典的临界区问题，所以可以用经典的临界区解法=。=在定时器操作数据库的时候获得锁，定时器结束释放锁，用户只有当定时器没获得锁的时候才能访问数据库，其余情况阻塞

void CAppdev::OnBnClickedBtnretimedefinit() {
	while (this->isWritingRemainTimeTable) { Sleep(100); } // 休眠0.1s等待定时器操作完成
	adoMySQLHelper.MySQL_UpdateRemainTime(uid, DEFAULTREMAINTIME, REMAINTIMETABLE);
}

void CAppdev::OnTimer(UINT_PTR nIDEvent){
	// 在此添加消息处理程序代码和/或调用默认值
	switch (nIDEvent){
		case SCANTIMER_ID:
			this->isWritingRemainTimeTable = true;
			adoMySQLHelper.MySQL_ScanOnTable(SCANTIMER);
			this->isWritingRemainTimeTable = false;
			break;
		default:
			break;
	}

	CDialogEx::OnTimer(nIDEvent);
}

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文件操作

在读写文件的时候，打开文件时添加参数CFile::modeNoTruncate，该参数会打开指定路径的文件，若没有该文件，则新建文件后打开，因此不用考虑文件是否存在的情况

文件编码

原本的文件只能支持英文，为了能支持中文甚至全部语言，选择使用Unicode编码格式，自定义文件的时候往文件头添加Unicode编码头0xFEFF即可让程序知道该文件的编码方式

BOOL FileUnicodeEncode(CFile &mFile) {
	WORD unicode = 0xFEFF;
	mFile.SeekToBegin();
	mFile.Write(&unicode, 2); // Unicode
	return true;
}

写入文件

默认写到文件末尾，不用烦恼各种插入问题，毕竟不是链表，插入比较麻烦

void CRecordHelper::SaveRecharges(CString uid, CString accounts, long remainings, CString result){
	// 打开文件
	CFile mFile(this->mSaveFile, CFile::modeCreate | CFile::modeNoTruncate | CFile::modeReadWrite);
	// 获取当前时间
	CTime curTime = CTime::GetCurrentTime();
	// 格式化输出
	CString contents;
	contents.Format(_T("卡号：%s
时间：%s
结果：%s
内容：用户充值
金额：%s
余额：%d

"),
		uid, curTime.Format(TIMEFORMAT), result, accounts, remainings);
	// 指向文件末尾并写入
	mFile.SeekToEnd();
	mFile.Write(contents, wcslen(contents)*sizeof(wchar_t));
	// 关闭文件
	mFile.Close();
}

读取文件

读取文件由于要求用户最新的内容输出在最开头，因此选择读取的时候倒序分段读取，拼接字符串即可。写入文件时使用CFile类即可，但是要实现按行读取使用CStdioFile类比较方便，该类如其名，CStdioFIle::ReadString()操作可以读取一行，剩下的就是判断一段即可

CString CRecordHelper::LoadRecords(){
	// 打开文件
	CStdioFile mFile(this->mSaveFile, CFile::modeCreate | CFile::modeNoTruncate | CFile::modeRead | CFile::typeUnicode);
	// 指向开头并循环读入
	mFile.SeekToBegin();
	CString contents, line, multiLine;
	contents.Empty();
	multiLine.Empty();
	//  倒序分段读取
	while (mFile.ReadString(line)) {
		line.Trim();
		if (line.IsEmpty()) {
			contents = multiLine + _T("
") + contents;
			multiLine.Empty();
		}
		else {
			multiLine += (line + _T("
"));
		}
	}
	contents = multiLine + _T("
") + contents;
	// 关闭文件并返回结果
	mFile.Close();
	return contents;
}

清空文件

这里调用构造CFile对象的时候去掉CFile::modeNoTruncate参数，就默认新建一个文件了

BOOL CRecordHelper::EmptyRecords(){
	// 清空文件
	CFile mFile(this->mSaveFile, CFile::modeCreate | CFile::modeReadWrite);
	FileUnicodeEncode(mFile);
	mFile.Close();
	return true;
}

运行截图

这里贴两张运行截图，运行结果都是正确的，只是展示一下界面和字体及颜色