多站遠(yuǎn)程無(wú)線控制信號(hào)系統(tǒng)通信軟件的開發(fā)

關(guān)鍵詞：串行通信 ＡｃｔｉｖｅＸ控件 查詢接收 動(dòng)態(tài)數(shù)組 最佳化ＴｉｍｅＤｅｌａｙ

１　多站遠(yuǎn)程無(wú)線控制系統(tǒng)組成

多站遠(yuǎn)程無(wú)線控制系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)作為中心控制站，用多個(gè)信號(hào)源作為下位機(jī)，通過(guò)無(wú)線模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的。系統(tǒng)中的上位機(jī)作為數(shù)據(jù)接收和數(shù)據(jù)處理的中心站，當(dāng)下位機(jī)實(shí)時(shí)采集到上位機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)后，便可進(jìn)行簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)處理并向上位機(jī)回送數(shù)據(jù)。

上位機(jī)無(wú)線通訊接口使用串行端口與無(wú)線數(shù)傳模塊相連，數(shù)字信號(hào)通過(guò)天線調(diào)制后送到下位機(jī)的一臺(tái)外置無(wú)線模塊，然后通過(guò)串口送入單片機(jī)進(jìn)行處理。系統(tǒng)組成框圖如圖１所示。

２　串行通訊控件

利用ＶＢ開發(fā)通信程序主要有兩種方法，一是利用ＶＢ本身提供的控件（ＣＯＮＴＲＡＬＳ），另一種是利用ＷＩＮＤＯＷＳ ＡＰＩ應(yīng)用程序接口。在實(shí)際應(yīng)用中，用ＶＢ 控件實(shí)現(xiàn)通訊的方法比調(diào)用ＳＤＫ的ＡＰＩ動(dòng)態(tài)連接庫(kù)的方法更加方便和快捷，而且可以用較少的代碼實(shí)現(xiàn)相同的功能，這就是用ＶＢ 控件實(shí)現(xiàn)通訊的優(yōu)點(diǎn)所在，下面主要介紹一下利用ＶＢ 控件實(shí)現(xiàn)無(wú)線通訊的方法。

ＶＢ控件工具箱中提供了一個(gè)使用非常方便的串行通訊控件ＭＳＣｏｍｍ，它提供了使用ＲＳ－２３２串行通訊上層開發(fā)的所有細(xì)則。通過(guò)它完成串行通訊既可以使用查詢方式，又可以使用事件驅(qū)動(dòng)方式。控件的一些重要屬性及其說(shuō)明如表１所列。

表1 MSComm控件的屬性說(shuō)明

３　應(yīng)用實(shí)例

本系統(tǒng)的通訊網(wǎng)絡(luò)并非點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通訊，而是采用一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的廣播式通訊方式。由于無(wú)線通訊可能會(huì)有空間的噪聲干擾，因此，需要采取一些抗干擾措施。首先是身份識(shí)別碼，因?yàn)榻o下位機(jī)編碼可以保證網(wǎng)絡(luò)通訊的有序性，因此，每個(gè)站都應(yīng)有身份碼。其次是包頭識(shí)別碼，由于在發(fā)送了傳輸命令之后，下位機(jī)開始以打包的形式傳輸數(shù)據(jù)，因而每一包都有一個(gè)包頭和包尾識(shí)別碼，假如識(shí)別碼有誤，則表明該次傳輸為不正常數(shù)據(jù)。因此，應(yīng)使用１２００波特率、無(wú)奇偶校驗(yàn)位、８ 個(gè)數(shù)據(jù)位、１ 個(gè)停止位的較穩(wěn)定狀態(tài)。

上位機(jī)向下位機(jī)發(fā)送的參數(shù)有站號(hào)、狀態(tài)（開機(jī)、關(guān)機(jī)）、頻率、重復(fù)周期、脈寬、天線轉(zhuǎn)速、天線掃描方式、天線狀態(tài)、天線角度等。發(fā)送命令有手動(dòng)方式和自動(dòng)方式兩種。自動(dòng)方式是由定時(shí)器自動(dòng)完成的。為了及時(shí)知道分站的狀態(tài)和運(yùn)行情況，還應(yīng)設(shè)計(jì)定時(shí)查詢和即時(shí)查詢。

在無(wú)線通訊過(guò)程中，除了規(guī)定合理的協(xié)議之外，為了保證通訊的正確性，在數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)還應(yīng)適當(dāng)?shù)卦黾友訒r(shí)，特別是當(dāng)速度較慢的計(jì)算機(jī)向速度較快的計(jì)算機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，更應(yīng)適當(dāng)增加延時(shí)。

由于該項(xiàng)目的軟件源代碼較長(zhǎng)，故只給出和串口通訊有關(guān)的程序片段供大家參考。筆者在工作中實(shí)踐了三種通訊方式，即查詢方式、事件驅(qū)動(dòng)方式、事件驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)查詢方式。這三種方式各有利弊，其中查詢方式具有方便可靠的特點(diǎn)，可利用協(xié)議或設(shè)定時(shí)鐘來(lái)進(jìn)入和退出查詢狀態(tài)，但它不是資源的有效利用方式；事件觸發(fā)方式對(duì)于定長(zhǎng)通訊非常有效，但其定長(zhǎng)通訊在有些場(chǎng)合不適用；而事件驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)查詢方式既有事件驅(qū)動(dòng)的特點(diǎn)又有轉(zhuǎn)查詢方式的特點(diǎn)，可以說(shuō)是匯集了前二者之長(zhǎng)，故可有效利用資源。下面著重介紹事件驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)查詢方式。

由于在通訊中，ＲＴＳ電平可置高或置低，如果用事件驅(qū)動(dòng)，計(jì)算機(jī)就會(huì)進(jìn)入中斷，資源就沒(méi)有有效利用，所以在程序中添加了一個(gè)接收函數(shù)。為了保證程序的可靠性和靈活性，可以運(yùn)用設(shè)置身份碼等方法來(lái)保證各個(gè)子站互不干擾，具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程的主程序流程圖如圖２所示。

除以上處理外，還可以使用以下方法來(lái)增加系統(tǒng)的可靠性、靈活性和效率。

（１）設(shè)置身份碼和目的地址

每個(gè)數(shù)傳模塊均有表示其唯一身份的身份碼，身份碼長(zhǎng)為兩個(gè)字節(jié)共十六位。第一字節(jié)表示組碼，第二字節(jié)表示組內(nèi)識(shí)別碼，身份碼可用Ｄ７Ｈ?Ｆ５Ｈ?ＸＸＨ?ＹＹＨ設(shè)置，可設(shè)置于模塊內(nèi)的ＥＥＲＯＭ中，掉電后不丟失。在數(shù)據(jù)傳送前，應(yīng)設(shè)置目的地址，以便確定由哪個(gè)來(lái)接收數(shù)據(jù)。采用此方法可以有效地防止干擾。

（２）使用動(dòng)態(tài)數(shù)組

接收字節(jié)數(shù)據(jù)時(shí)，必須使用動(dòng)態(tài)數(shù)組。一個(gè)動(dòng)態(tài)數(shù)組被聲明后，可以利用Ｉｎｐｕｔ屬性將串行端口輸入緩沖區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)指定到該動(dòng)態(tài)數(shù)組中。被接收到的數(shù)據(jù)的實(shí)際大小必須利用Ｌｂｏｕｎｄ及Ｕｂｏｕｎｄ才能取得最大及最小索引值，同時(shí)也只有這樣，才能利用程序?qū)?nèi)部的值一一顯示出來(lái)。另外，利用最大和最小索引值還可以判斷是否為一次成功接收。

（３）最優(yōu)化ＴｉｍｅＤｅｌａｙ

在每次傳輸指令后，一定要等待一段時(shí)間才可能從串行端口的輸入緩沖區(qū)中取得信號(hào)源傳回的數(shù)據(jù)，這個(gè)時(shí)間有多久是項(xiàng)目的關(guān)鍵，太長(zhǎng)了效率太低，太短了，數(shù)據(jù)有可能接收不全，所以有必要進(jìn)行最佳化測(cè)試。具體代碼如下：

Ｐｕｂｌｉｃ Ｄｅｃｌａｒｅ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ ＧｅｔＴｉｃｋＣｏｕｎｔ Ｌｉｂ ″ｋｅｒ-ｎｅｌ３２″ （）?Ａｓ Ｌｏｎｇ

Ｄｉｍ Ｂｕｆ＄

Ｄｉｍ Ｔ１＆?Ｔ２＆

Ｃｏｍｍ１．Ｏｕｔｐｕｔ＝Ｔｒｉｍ（Ｕｃａｓｅ（ｔｘｔｓｅｎｄ．．Ｔｅｘｔ）） ＆ ｖｂｃｒ

Ｔ１＝ＧｅｔＴｉｃｋＣｏｕｎｔ?（）

Ｄｏ

Ｂｕｆ＝Ｂｕｆ ＆ Ｃｏｍｍ１．Ｉｎｐｕｔ

Ｌｏｏｐ Ｕｎｉｔｌ Ｉｎｓｔｒ（１，Ｂｕｆ，ｖｂＣｒ）＞０

Ｔ２＝ＧｅｔＴｉｃｋＣｏｕｎｔ（）

ＬｂｌＴｉｍｅ．Ｃａｐｔｉｏｎ＝ＣＳｔｒ（Ｔ２－Ｔ１） ＆ “ｍｓ”

該程序中使用ＧｅｔＴｉｃｋＣｏｕｎｔ來(lái)取得系統(tǒng)自開機(jī)后每千分之一秒更新的Ｔｉｃｋ值，在接收的前后加上?。裕椋悖胫档臄⑹觯匀痪涂梢缘玫絺鬏?shù)臅r(shí)間了。從測(cè)試的結(jié)果來(lái)看，傳輸單個(gè)數(shù)據(jù)的時(shí)間為１００ｍｓ，１０個(gè)群組的時(shí)間約為５００ｍｓ。

（４） 增加程序的效率

利用下面的程序可在無(wú)線通訊受到干擾或?qū)Ψ皆O(shè)備電源沒(méi)有打開等原因造成對(duì)方數(shù)據(jù)不能上傳時(shí)，避免程序一直在等待。如果在規(guī)定時(shí)間內(nèi)還沒(méi)等到規(guī)定的字節(jié)數(shù)時(shí)就跳出循環(huán)，并出現(xiàn)一個(gè)重新發(fā)送對(duì)話框。此時(shí)如果還是不對(duì)，就彈出一個(gè)對(duì)話框“請(qǐng)檢查系統(tǒng)?。?。具體程序如下：

Ｐｕｂｌｉｃ Ｓｕｂ ＲｅｃｅｉｖｅＤａｔａ（）

′Ｏｎ Ｅｒｒｏｒ Ｒｅｓｕｍｅ Ｎｅｘｔ

Ｄｉｍ ｓｔａｒｔ， ｄｅｎｄ Ａｓ Ｉｎｔｅｇｅｒ

Ｄｉｍ ｂｙｉｎ（） Ａｓ Ｂｙｔｅ

Ｄｉｍ ｂｙｉｎｄａｔａ（１１） Ａｓ Ｂｙｔｅ

Ｄｉｍ Ｉ％? ｂｕｆ＄

′根據(jù)事件分發(fā)處理

Ｄｏ Ｗｈｉｌｅ ｆｒｍＭＳＣｏｍｍＤｅｍｏ．ＭＳＣｏｍｍ１．ＣｏｍｍＥｖｅｎｔ ＝ ２

Ｅｘｉｔ Ｄｏ

Ｌｏｏｐ

Ｔｉｍｅｄｅｌａｙ ８５０ ′適當(dāng)延時(shí)

ｂｙｉｎ ＝ ｆｒｍＭＳＣｏｍｍＤｅｍｏ．ＭＳＣｏｍｍ１．Ｉｎｐｕｔ

′接收串行端口內(nèi)的數(shù)據(jù)至動(dòng)態(tài)數(shù)組中

ｄｅｎｄ ＝ ＵＢｏｕｎｄ（ｂｙｉｎ） ′得到最大值

ｓｔａｒｔ ＝ ＬＢｏｕｎｄ（ｂｙｉｎ） ′得到最小值

Ｉｆ ｄｅｎｄ ＜ ５ Ｔｈｅｎ

ＭｓｇＢｏｘ ＲａｄａｒＮｏＯｕｔ ＆ “信號(hào)源出現(xiàn)系統(tǒng)

故障，請(qǐng)求檢修！”? ｖｂＯＫＯｎｌｙ

Ｅｘｉｔ Ｓｕｂ

Ｅｎｄ Ｉｆ

′接收串行端口內(nèi)的數(shù)據(jù)至動(dòng)態(tài)數(shù)組中

′ＲｅＤｉｍ Ｐｒｅｓｅｒｖｅ ｂｙｉｎ（１１） Ａｓ Ｂｙｔｅ

Ｉｆ ｂｙｉｎｄａｔａ（０） ＝ ＆Ｈ５５ Ａｎｄ ｂｙｉｎｄａｔａ（１） ＝ ＆ＨＡＡ

Ｔｈｅｎ ′包頭正確，接收到包頭進(jìn)行數(shù)據(jù)處理

．

．

．

Ｅｎｄ ｓｕｂ

′延時(shí)程序

Ｓｕｂ Ｔｉｍｅｄｅｌａｙ（ＴＴ Ａｓ Ｌｏｎｇ）

Ｄｉｍ ｔ Ａｓ Ｌｏｎｇ ′聲明一個(gè)長(zhǎng)整數(shù)，記錄計(jì)數(shù)值

ｔ ＝ ＧｅｔＴｉｃｋＣｏｕｎｔ（） ′取得系統(tǒng)計(jì)數(shù)值

Ｄｏ ′開始循環(huán)

ＤｏＥｖｅｎｔｓ

Ｉｆ ＧｅｔＴｉｃｋＣｏｕｎｔ － ｔ ＜ ０ Ｔｈｅｎ ｔ ＝ ＧｅｔＴｉｃｋ-Ｃｏｕｎｔ ′歸零

Ｌｏｏｐ Ｕｎｔｉｌ ＧｅｔＴｉｃｋＣｏｕｎｔ － ｔ ＞＝ ＴＴ ′計(jì)算延遲是否到達(dá)

Ｅｎｄ Ｓｕｂ

４　結(jié)論

根據(jù)本系統(tǒng)的研制經(jīng)驗(yàn)，利用ＭＳＣＯＭＭ控件開發(fā)無(wú)線通信要把握好以下三條：

（１） 收發(fā)之間應(yīng)延時(shí)適當(dāng)，這需要在測(cè)試中不斷地調(diào)試，以達(dá)到最佳效果。

（２） 選用好的且必須具有糾錯(cuò)功能的無(wú)線數(shù)傳模塊，否則將達(dá)不到理想的效果。

（３） 設(shè)定一個(gè)合理的通信協(xié)議，使中心站與子站有良好的溝通。實(shí)際測(cè)驗(yàn)證明，本系統(tǒng)在ＷＩＮ９８中運(yùn)行穩(wěn)定，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中取得了良好的效果。