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計算機監控接口技術(shù)研究
作者：
時(shí)間：2013-05-03
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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圖1 典型的計算機監控系統硬件結構
4 串行接口和網(wǎng)口之間的軟件轉換
無(wú)論是串行通訊還是網(wǎng)絡(luò )通訊，都不能保證其數據傳輸平穩流暢，即數據有間斷性。應該根據具體的情況，將一定時(shí)間內的不連續的數據合并成一個(gè)完整的數據包，進(jìn)行校驗分析。將屬于一個(gè)數據包的不連續的數據分開(kāi)，或將不屬于一個(gè)數據包的數據合并處理都是錯誤的，這是由于軟件處理不當所造成的嚴重的通訊故障。實(shí)際的數據流示例如圖2所示。受控機的軟件一般采用低級語(yǔ)言編寫(xiě)，這可以通過(guò)設置循環(huán)次數來(lái)收集數據，如果在設置的最大的時(shí)間片內沒(méi)有新的數據到達，則當前數據為一個(gè)數據包，作為整體進(jìn)行處理。在主控機端則可以簡(jiǎn)單地通過(guò)定時(shí)器來(lái)實(shí)現。對于串行通訊，等待的時(shí)間片由字節數來(lái)計算，并考慮波特率和具體的串口類(lèi)型。 
圖2 實(shí)際數據流
帶有RS232和RS485的受控機(CPU模塊)，其工作原理就是收集具有RS485接口的執行器和傳感器中的數據，通過(guò)軟件轉換成主控機的RS232可以接受的數據格式；或接受主控機命令，發(fā)送至執行器。由于RS485只能單向傳輸，通過(guò)RS485發(fā)送完數據后，必須立即轉換為接收狀態(tài)，以處理響應的數據。其軟件設計必須處理好圖1的實(shí)際問(wèn)題，這是通訊的關(guān)鍵。典型的和比較通用的數據發(fā)送和接收程序可參考文獻[2]。
由于計算機一般配備網(wǎng)口(RJ45)和串口(RS232)，所以，用軟件來(lái)實(shí)現網(wǎng)口和串口之間的數據轉換，是一個(gè)安全、可靠和方便的手段，避免了硬件串行網(wǎng)關(guān)的設備故障的可能性?？梢酝ㄟ^(guò)Visual Basic語(yǔ)言，采用串行通訊控件MsComm32.OCX和網(wǎng)絡(luò )通訊控件WinSock.OCX[3][4]來(lái)實(shí)現，兩個(gè)控件的收發(fā)數據的變量類(lèi)型都應設置為變體Variant，因為在數據包中存在“00”字節是常有的事，如果設置為字符串String，“00”字節后面的數據將被截去。MsComm控件是通過(guò)Input和Output屬性來(lái)收發(fā)數據的，應將接收閾值設為1，即一有數據，立即響應，當發(fā)生數據到達事件comEvReceive時(shí)，通過(guò)Input屬性直接讀取數據，然后通過(guò)Winsock的SendData立即轉發(fā)(見(jiàn)圖3-1所示)。對于WinSock控件，當發(fā)生DataArrival事件時(shí)，用GetData函數讀取，然后通過(guò)MsComm控件的Output屬性立即轉發(fā)(見(jiàn)圖3-2所示)。 
串口的通訊屬性必須與對等設備的通訊屬性一致。至于網(wǎng)口，可以有兩種方式與對等設備建立連接，如果對等設備以服務(wù)器方式工作，則以客戶(hù)機方式(Winsock.Connect)建立連接(預先設置服務(wù)器的IP地址和端口號)；如果對等設備以客戶(hù)機方式工作，則以服務(wù)器方式(Winsock.Listen)偵聽(tīng)，等待客戶(hù)機的連接請求并作出相應的處理。
5 遠程測試模型及分析
對計算機監控系統進(jìn)行測試的最理想的地理位置，一般是現場(chǎng)，因為只有在現場(chǎng)，才能觀(guān)察各種復雜的因素。有的監控模塊可以通過(guò)撤換法進(jìn)行查錯，然而，大型設備，如大型柴油發(fā)電機組，難以搬遷，也無(wú)法替換。如何采用一種簡(jiǎn)潔高效的方式，對現場(chǎng)監控系統和設備進(jìn)行檢測？文獻[5]介紹了一個(gè)“智能設備的通用測試”軟件，通過(guò)串口進(jìn)行測試，只能在近距離或現場(chǎng)進(jìn)行。借助上文的串口和網(wǎng)口的轉換軟件，可以實(shí)現遠距離現場(chǎng)測試。遠程測試模型如圖4所示，服務(wù)器和客戶(hù)機都是普通的PC機，均運行RS232/RJ45轉換軟件。 
圖4 遠程測試模型
工程師以服務(wù)器方式設置RS232/RJ45轉換軟件，將此信息及服務(wù)器的IP地址與偵聽(tīng)端口以電子的方式通知用戶(hù)，用戶(hù)根據工程師的指示，將RS232/RJ45轉換軟件設置成客戶(hù)機方式，并向服務(wù)器發(fā)送連接請求，如此建立連接，同時(shí)，用戶(hù)連接好客戶(hù)機與被測對象之間的通訊電纜，接通電源，將客戶(hù)機的串口參數與被測對象的串口參數設為一致。服務(wù)器上運行兩個(gè)獨立的軟件，另一個(gè)為“智能設備的通用測試”[5]軟件，兩個(gè)軟件之間沒(méi)有共享的數據區，只通過(guò)接口發(fā)生關(guān)系：轉換軟件將網(wǎng)口接收的數據發(fā)往串口COM1，測試軟件在串口COM2接收到數據后進(jìn)行分析處理，并通過(guò)COM2發(fā)送命令至COM1；轉換軟件又從COM1接收數據，通過(guò)網(wǎng)口將命令轉發(fā)到客戶(hù)機，從而抵達被測對象。
對于測試結果，如果屬于軟故障，即非設備故障，工程師可以通過(guò)電子協(xié)作指示用戶(hù)對系統加以調整或維護；如果是硬故障，即設備故障，工程師可以根據具體情況，有準備地去現場(chǎng)解決問(wèn)題，節省人力物力。
6 結束語(yǔ)
計算機監控系統廣泛應用于眾多領(lǐng)域，接口的可靠性則關(guān)系到系統的生命。本文充分研究了各種常用接口的硬件性能和相關(guān)的軟件特性，以及接口之間的硬件轉換和軟件轉換，最后設計了一個(gè)遠程測試模型，并在局域網(wǎng)上通過(guò)了測試，取得了良好的效果。通過(guò)因特網(wǎng)進(jìn)行遠程測試，可以節省大量的人力物力，不失為一種高效的測試手段。
參考文獻
[1] 大漠電子?http://www.demo.com.cn/，2003
[2] 馬玉春，趙躍華?高山無(wú)人站監控系統設計與開(kāi)發(fā)?電腦開(kāi)發(fā)與應用[J]?13(9):35, 2000
[3] 汪曉平，鐘軍等?Visual Basic網(wǎng)絡(luò )高級編程[M]，北京：人民郵電出版社，2001
[4] MSDN Library Archive?http://msdn.microsoft.com/archive/，2003
[5] 王建明，馬玉春?智能設備的通用測試?工業(yè)控制計算機[J]?15(12):10, 2002(end)
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