多站遠程無(wú)線(xiàn)控制信號系統通信軟件的開(kāi)發(fā)

關(guān)鍵詞：串行通信 ＡｃｔｉｖｅＸ控件 查詢(xún)接收 動(dòng)態(tài)數組 最佳化ＴｉｍｅＤｅｌａｙ

１　多站遠程無(wú)線(xiàn)控制系統組成

多站遠程無(wú)線(xiàn)控制系統是以計算機作為中心控制站，用多個(gè)信號源作為下位機，通過(guò)無(wú)線(xiàn)模塊進(jìn)行數據通信的。系統中的上位機作為數據接收和數據處理的中心站，當下位機實(shí)時(shí)采集到上位機發(fā)送的數據后，便可進(jìn)行簡(jiǎn)單的數據處理并向上位機回送數據。

上位機無(wú)線(xiàn)通訊接口使用串行端口與無(wú)線(xiàn)數傳模塊相連，數字信號通過(guò)天線(xiàn)調制后送到下位機的一臺外置無(wú)線(xiàn)模塊，然后通過(guò)串口送入單片機進(jìn)行處理。系統組成框圖如圖１所示。

２　串行通訊控件

利用ＶＢ開(kāi)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應用程序接口。在實(shí)際應用中，用ＶＢ 控件實(shí)現通訊的方法比調用ＳＤＫ的ＡＰＩ動(dòng)態(tài)連接庫的方法更加方便和快捷，而且可以用較少的代碼實(shí)現相同的功能，這就是用ＶＢ 控件實(shí)現通訊的優(yōu)點(diǎn)所在，下面主要介紹一下利用ＶＢ 控件實(shí)現無(wú)線(xiàn)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(kāi)發(fā)的所有細則。通過(guò)它完成串行通訊既可以使用查詢(xún)方式，又可以使用事件驅動(dòng)方式?？丶囊恍┲匾獙傩约捌湔f(shuō)明如表１所列。

表1 MSComm控件的屬性說(shuō)明

３　應用實(shí)例

本系統的通訊網(wǎng)絡(luò )并非點(diǎn)對點(diǎn)的通訊，而是采用一點(diǎn)對多點(diǎn)的廣播式通訊方式。由于無(wú)線(xiàn)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。首先是身份識別碼，因為給下位機編碼可以保證網(wǎng)絡(luò )通訊的有序性，因此，每個(gè)站都應有身份碼。其次是包頭識別碼，由于在發(fā)送了傳輸命令之后，下位機開(kāi)始以打包的形式傳輸數據，因而每一包都有一個(gè)包頭和包尾識別碼，假如識別碼有誤，則表明該次傳輸為不正常數據。因此，應使用１２００波特率、無(wú)奇偶校驗位、８ 個(gè)數據位、１ 個(gè)停止位的較穩定狀態(tài)。

上位機向下位機發(fā)送的參數有站號、狀態(tài)（開(kāi)機、關(guān)機）、頻率、重復周期、脈寬、天線(xiàn)轉速、天線(xiàn)掃描方式、天線(xiàn)狀態(tài)、天線(xiàn)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)和運行情況，還應設計定時(shí)查詢(xún)和即時(shí)查詢(xún)。

在無(wú)線(xiàn)通訊過(guò)程中，除了規定合理的協(xié)議之外，為了保證通訊的正確性，在數據發(fā)送時(shí)還應適當地增加延時(shí)，特別是當速度較慢的計算機向速度較快的計算機發(fā)送數據時(shí)，更應適當增加延時(shí)。

由于該項目的軟件源代碼較長(cháng)，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(xún)方式、事件驅動(dòng)方式、事件驅動(dòng)轉查詢(xún)方式。這三種方式各有利弊，其中查詢(xún)方式具有方便可靠的特點(diǎn)，可利用協(xié)議或設定時(shí)鐘來(lái)進(jìn)入和退出查詢(xún)狀態(tài)，但它不是資源的有效利用方式；事件觸發(fā)方式對于定長(cháng)通訊非常有效，但其定長(cháng)通訊在有些場(chǎng)合不適用；而事件驅動(dòng)轉查詢(xún)方式既有事件驅動(dòng)的特點(diǎn)又有轉查詢(xún)方式的特點(diǎn)，可以說(shuō)是匯集了前二者之長(cháng)，故可有效利用資源。下面著(zhù)重介紹事件驅動(dòng)轉查詢(xún)方式。

由于在通訊中，ＲＴＳ電平可置高或置低，如果用事件驅動(dòng)，計算機就會(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。為了保證程序的可靠性和靈活性，可以運用設置身份碼等方法來(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)增加系統的可靠性、靈活性和效率。

（１）設置身份碼和目的地址

每個(gè)數傳模塊均有表示其唯一身份的身份碼，身份碼長(cháng)為兩個(gè)字節共十六位。第一字節表示組碼，第二字節表示組內識別碼，身份碼可用Ｄ７Ｈ?Ｆ５Ｈ?ＸＸＨ?ＹＹＨ設置，可設置于模塊內的ＥＥＲＯＭ中，掉電后不丟失。在數據傳送前，應設置目的地址，以便確定由哪個(gè)來(lái)接收數據。采用此方法可以有效地防止干擾。

（２）使用動(dòng)態(tài)數組

接收字節數據時(shí)，必須使用動(dòng)態(tài)數組。一個(gè)動(dòng)態(tài)數組被聲明后，可以利用Ｉｎｐｕｔ屬性將串行端口輸入緩沖區內的數據指定到該動(dòng)態(tài)數組中。被接收到的數據的實(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，才能利用程序將內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中取得信號源傳回的數據，這個(gè)時(shí)間有多久是項目的關(guān)鍵，太長(cháng)了效率太低，太短了，數據有可能接收不全，所以有必要進(jìn)行最佳化測試。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)取得系統自開(kāi)機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?，自然就可以得到傳輸的時(shí)間了。從測試的結果來(lái)看，傳輸單個(gè)數據的時(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(xiàn)通訊受到干擾或對方設備電源沒(méi)有打開(kāi)等原因造成對方數據不能上傳時(shí)，避免程序一直在等待。如果在規定時(shí)間內還沒(méi)等到規定的字節數時(shí)就跳出循環(huán)，并出現一個(gè)重新發(fā)送對話(huà)框。此時(shí)如果還是不對，就彈出一個(gè)對話(huà)框“請檢查系統?。?。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＄

′根據事件分發(fā)處理

Ｄｏ Ｗｈｉｌｅ ｆｒｍＭＳＣｏｍｍＤｅｍｏ．ＭＳＣｏｍｍ１．ＣｏｍｍＥｖｅｎｔ ＝ ２

Ｅｘｉｔ Ｄｏ

Ｌｏｏｐ

Ｔｉｍｅｄｅｌａｙ ８５０ ′適當延時(shí)

ｂｙｉｎ ＝ ｆｒｍＭＳＣｏｍｍＤｅｍｏ．ＭＳＣｏｍｍ１．Ｉｎｐｕｔ

′接收串行端口內的數據至動(dòng)態(tài)數組中

ｄｅｎｄ ＝ ＵＢｏｕｎｄ（ｂｙｉｎ） ′得到最大值

ｓｔａｒｔ ＝ ＬＢｏｕｎｄ（ｂｙｉｎ） ′得到最小值

Ｉｆ ｄｅｎｄ ＜ ５ Ｔｈｅｎ

ＭｓｇＢｏｘ ＲａｄａｒＮｏＯｕｔ ＆ “信號源出現系統

故障，請求檢修！”? ｖｂＯＫＯｎｌｙ

Ｅｘｉｔ Ｓｕｂ

Ｅｎｄ Ｉｆ

′接收串行端口內的數據至動(dòng)態(tài)數組中

′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)行數據處理

．

．

．

Ｅｎｄ ｓｕｂ

′延時(shí)程序

Ｓｕｂ Ｔｉｍｅｄｅｌａｙ（ＴＴ Ａｓ Ｌｏｎｇ）

Ｄｉｍ ｔ Ａｓ Ｌｏｎｇ ′聲明一個(gè)長(cháng)整數，記錄計數值

ｔ ＝ ＧｅｔＴｉｃｋＣｏｕｎｔ（） ′取得系統計數值

Ｄｏ ′開(kāi)始循環(huán)

ＤｏＥｖｅｎｔｓ

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

Ｌｏｏｐ Ｕｎｔｉｌ ＧｅｔＴｉｃｋＣｏｕｎｔ － ｔ ＞＝ ＴＴ ′計算延遲是否到達

Ｅｎｄ Ｓｕｂ

４　結論

根據本系統的研制經(jīng)驗，利用ＭＳＣＯＭＭ控件開(kāi)發(fā)無(wú)線(xiàn)通信要把握好以下三條：

（１） 收發(fā)之間應延時(shí)適當，這需要在測試中不斷地調試，以達到最佳效果。

（２） 選用好的且必須具有糾錯功能的無(wú)線(xiàn)數傳模塊，否則將達不到理想的效果。

（３） 設定一個(gè)合理的通信協(xié)議，使中心站與子站有良好的溝通。實(shí)際測驗證明，本系統在ＷＩＮ９８中運行穩定，在實(shí)驗過(guò)程中取得了良好的效果。