關鍵詞：工業CT 掃描 Windows裝置驅動
一、引言
工業機斷層掃描成像技術（Industrial Computerized Tomography）,簡稱工業CT或ICT，是計算機技術與放射學相結合的一門新的成像技術。工業CT在無損檢測（NDT）與無損評價（NDE）領域得到了廣泛的。
CT掃描檢測模式已經經歷了三代掃描模式。第三代掃描方式的此掃描檢測模式的示意如圖1
M個分度旋
輻射源
探測器陣列
圖1 第三代掃描示意圖
相對旋轉一週，完成一個斷層掃描檢測，獲得由N×N個數據組成的資料集。本文將Windows下第三代CT掃描檢測模式控制系統的開發。
二、系統總體結構
本文以重慶大學ICT研究中心研製的某臥式工業CT機為例闡述工業CT機掃描運動控制。臥式工業CT機主要要求對下列三個運動軸的位置進行控制：
1．分度運動（工件轉動）M1
分度運動的定位精度到等效探測器空間分佈均勻性，直接影響圖象質量。可作正、反方向連續轉動。
2．插值運動M2
通過該方向的運動調整探測器的位移，以獲取更多的探測資料，提高解析度。
3．工件分層運動M3
分層運動用於選擇CT掃描斷層位置。
選用研華公司的PCL_839三軸運動控制卡控制這三個運動。PCL_839卡自身含有3個脈衝發生器，能夠執行同步及獨立控制三個軸的`運動任務。選用研華公司的三通道正交計數卡PCL_833獲取這三個運動位置反饋訊號。控制原理框圖如圖2。
圖2 CT掃描運動控制框圖
三、Window下CT掃描控制軟體的開發
1．應用程式與驅動程式的互動
Windows中提供了以下5個API函式，通過它們可以像訪問一個檔案那樣訪問裝置。
（1）CreateFile()開啟一個WDM裝置
（2）CloseHandle()關閉一個WDM裝置
（3）ReadFile()從裝置讀資料
（4）WriteFile()向裝置寫資料
（5）DeviceIoControl()裝置控制命令，讀、寫操作可一起完成。
應用程式首先必須通過CreateFile()開啟和建立到一個WDM裝置連線，才能對它進行各種I/O 操作。下面將給出研華PCL_839卡驅動程式的DriverEntry例程，設定了驅動程式的入口點和主要回調例程，以後核心會在合適的環境下呼叫這些例程處理。
DriverEntry(IN PDRIVER_OBJECT DriverObject,
IN PUNICODE_STRING RegistryPath)
{NTSTATUS status = STATUS_SUCCESS;
DriverObject->DriverExtension->AddDevice= PCL_839 AddDevice;
………….
Return status;
}
2．CT掃描過程控制
（1）CT掃描控制策略
為提高CT掃描效率及減少機器的損耗，採用CT掃描運動勻速方式，CT掃描速度的快慢根據採集的時間要求確定，在運動過程中到達一個採集點時，就給資料採集系統傳送一個採集訊號，通知採集系統準備讀取當前點的採集資料。CT掃描控制流程圖如下所示：
（2）CT掃描軟體的編寫
首先，使用者程式發出初始化電機的命令BYTE InitPCL_839 [] = //初始化命令碼
{…
PCL_839IO_WRITE, PARPORT_XX, 0xXX, //命令碼，操作地址，運算元
…
};
BYTE ChaZhiPCL_839 [] = //插值運動命令碼
{…
PCL_839IO_WRITE, PARPORT_XX, 0xXX, //命令碼，操作地址，運算元
…
};
初始化包括電機的操作模式，速度控制，及中斷使能等。
上面給出初始化、插值運動命令碼及在使用者態呼叫初始化命令碼的程式，在使用者態呼叫插值運動命令碼只需對DeviceIoControl修改即可，如下所示：
DeviceIoControl(hWdmIo, IOCTL_ PCL_839IO_RUN_CMDS,
ChaZhiPCL_839, ChaZhiPCL_839, // Input
rv, sizeof(rv), // Output
&BytesReturned, NULL)
其它操作如分度運動、分層運動與此類似，鑑於篇幅所限這裡不再敘述。
CT掃描任務的強實時性要求程式與驅動程式能進行實時通訊。為保證CT掃描系統的實時性，採用Win32事件對應用程式進行通訊。當發生中斷時，設定事件的觸發狀態。驅動程式建立命名的核心態事件，具體步驟如下。
①宣告核心態事件
KEVENT myEventToSingnal; //在PCL_839裝置擴充套件ｄｘ中宣告
②當核心事件發生時,設定事件為觸發態,實現ＷＤＭ對應用程式的通訊
state=KeReadStateEvent(dx->myEventToSingnal);
設定事件為非觸發態
KeClearEvent(dx->myEventToSingnal);
③最後釋放事件控制代碼
ExFreePool((dx->myEventToSingnal);
由於在該軟體設計中，事件是由中斷髮出的。在進行上述處理之前，必須有一些中斷初始步驟設定。應用程式在等待一個事件發生後，就對相應的事件做出快速反映，以保證CT掃描控制的實時性。
四、結論
在Windows 2000平臺上對CT掃描控制系統進行開發，不僅能更好的實現CT機的掃描控制，縮短開發週期，而且可以提高整個控制系統的可靠性、穩定性。
[1] （美）Chris Cant 著．Windows WDM裝置驅動程式開發指南．機械工業出版社．
[2] 劉麗，劉紅霞．工業ＣＴ掃描臺高加速運動控制．鄭州航空工業管院學報(版)．第23卷第3期2004年6月．
[3] 劉鴻，王平，俞偉．ＷＤＭ驅動程式開發疑難．機應用．第23卷第6期2003年6月．
[4] 馬官營．楊明．吳曉琳Windows2000通用裝置驅動程式設計．計算機應用．第23卷2003年6月