分布式測(cè)控系統(tǒng)中PC與單片機(jī)

1 遠(yuǎn)程通信方案　　

由PC機(jī)和單片機(jī)組成的分布式測(cè)控系統(tǒng)已 在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。其中，單片機(jī)作為從機(jī)，負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)控制和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集，PC機(jī)作為主機(jī)，負(fù)責(zé)對(duì)各從機(jī)發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理，并向各從 機(jī)發(fā)布命令，以實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的集中監(jiān)控與管理，由于主從機(jī)需不斷進(jìn)行信息交流，通信成為分布式測(cè)控系統(tǒng)重要而基本的功能。
采用RS485等通信技術(shù)可實(shí)現(xiàn)近距離通信（＜1km），而在許多場(chǎng)合，各計(jì)算機(jī)之間距離較遠(yuǎn)（幾公里甚至幾十公里），這時(shí)就應(yīng)采用遠(yuǎn)程通信技術(shù)。基于modem和公用電話網(wǎng)的遠(yuǎn)程通信技術(shù)則是一種實(shí)施方便、成本低廉的方案。

采用電話網(wǎng)通信的分布式測(cè)控系統(tǒng)如圖1—1所示，PC機(jī)及各單片機(jī)均通過(guò)Modem聯(lián)入電話網(wǎng)，PC機(jī)可通過(guò)Modem撥號(hào)與選中的單片機(jī)建立通信鏈路，以進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，傳輸結(jié)束后可掛機(jī)拆除通信鏈路。

為了順利實(shí)現(xiàn)通信，在通信程序設(shè)計(jì)中應(yīng)注意兩個(gè)問題：一是對(duì)Modem進(jìn)行正確操作，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路的建立或

拆除等功能。二是在數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中，收發(fā)雙方應(yīng)遵循共同的通信協(xié)議，以保證數(shù)據(jù)的可靠傳送，本文將對(duì)這兩點(diǎn)作詳細(xì)討論。

2 Modem操作編程　

有關(guān)單片機(jī)具體控制Moedm的方法及接口已有許多文獻(xiàn)進(jìn)行了討論[4]，本文著重介紹VB環(huán)境下PC機(jī)操作Modem的編程方法。

標(biāo)準(zhǔn)的賀式命令集定義了一些基本功能集(表2—1)，利用這些功能可以操作Modem以實(shí)現(xiàn)Modem的初始化、撥號(hào)、掛機(jī)等功能。

VB以其功能豐富，簡(jiǎn)單易用等特點(diǎn)成為開發(fā)PC機(jī)監(jiān)控軟件的首選工具，VB提供了一個(gè)具有串行通信功能的MSCOMM控件，使得通信程序的開發(fā)方便、快捷。

　　利用MSCOMM控件，我們可以向Modem傳送AT命令對(duì)Modem進(jìn)行操作，下面是一段用VB編寫的撥號(hào)程序代碼：

數(shù)據(jù)傳輸完畢后，可向Modem發(fā)出掛機(jī)命令以釋放通信鏈路　　

　 CommCtrl．Output＝“ATH”＋chr $(13)’發(fā)送掛機(jī)命令　　

　 CommCtrl．PortOpen＝False　’關(guān)閉端口

3 數(shù)據(jù)傳輸及通信協(xié)議　　

撥號(hào)接通線路后，就可以進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸了，采用異步通信不可避免地會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸錯(cuò)誤，為了保證數(shù)據(jù)可靠傳輸，通信的雙方應(yīng)遵循一定的協(xié)議，我們根據(jù)微機(jī)通信中廣泛采用的Xmodem協(xié)議，制定主機(jī)與從機(jī)通信協(xié)議如下：

　　傳輸?shù)臄?shù)據(jù)被分割成128字節(jié)的數(shù)據(jù)塊，每個(gè)數(shù)據(jù)塊前有起始符SOH，塊編號(hào)，數(shù)據(jù)塊后附有檢驗(yàn)和。

傳輸過(guò)程由PC機(jī)每隔10秒發(fā)一個(gè)“NAK”字符來(lái)啟動(dòng)，當(dāng)單片機(jī)檢測(cè)到一個(gè)NAK后，會(huì)發(fā)出第一個(gè)數(shù)據(jù)包，PC機(jī)檢查數(shù)據(jù)包，將128字節(jié)相加，計(jì)算出 檢驗(yàn)和，并與發(fā)來(lái)的檢驗(yàn)和相比較，相同則發(fā)送ACK字符，對(duì)本次接收的數(shù)據(jù)塊進(jìn)行確認(rèn)，否則，發(fā)送NAK字符，通知對(duì)方重發(fā)數(shù)據(jù)塊，當(dāng)數(shù)據(jù)傳送完畢后，單 片機(jī)發(fā)出“EOT”字符，通知PC機(jī)結(jié)束數(shù)據(jù)傳輸。

　　在通信過(guò)程中，發(fā)送方重發(fā)數(shù)據(jù)的次數(shù)限制為6次，超過(guò)6次則掛機(jī)，而接收方也應(yīng)設(shè)置超時(shí)機(jī)制，如果一個(gè)數(shù)據(jù)包在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)沒有傳遞完成，則意味著出現(xiàn)了異常情況，這時(shí)應(yīng)掛機(jī)停止通信，以防止進(jìn)入無(wú)限期等待的死鎖狀態(tài)。

　　PC機(jī)（接收方）與單片機(jī)（發(fā)送方）通信程序流程見圖3—1、圖3—2。

4　結(jié)束語(yǔ)　　

本文介紹的通信方法已在實(shí)驗(yàn)中得到驗(yàn)證，它不僅可保證數(shù)據(jù)的可靠傳輸，并且實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單方便，對(duì)于工控領(lǐng)域中計(jì)算機(jī)間的遠(yuǎn)程 通信設(shè)計(jì)具有一定的參考價(jià)值。