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計算機(jī)監(jiān)控接口技術(shù)研究

作者： 時間：2013-05-03 來源：網(wǎng)絡(luò) 收藏


圖1 典型的計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)

4 串行接口和網(wǎng)口之間的軟件轉(zhuǎn)換

無論是串行通訊還是網(wǎng)絡(luò)通訊，都不能保證其數(shù)據(jù)傳輸平穩(wěn)流暢，即數(shù)據(jù)有間斷性。應(yīng)該根據(jù)具體的情況，將一定時間內(nèi)的不連續(xù)的數(shù)據(jù)合并成一個完整的數(shù)據(jù)包，進(jìn)行校驗(yàn)分析。將屬于一個數(shù)據(jù)包的不連續(xù)的數(shù)據(jù)分開，或?qū)⒉粚儆谝粋€數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)合并處理都是錯誤的，這是由于軟件處理不當(dāng)所造成的嚴(yán)重的通訊故障。實(shí)際的數(shù)據(jù)流示例如圖2所示。受控機(jī)的軟件一般采用低級語言編寫，這可以通過設(shè)置循環(huán)次數(shù)來收集數(shù)據(jù)，如果在設(shè)置的最大的時間片內(nèi)沒有新的數(shù)據(jù)到達(dá)，則當(dāng)前數(shù)據(jù)為一個數(shù)據(jù)包，作為整體進(jìn)行處理。在主控機(jī)端則可以簡單地通過定時器來實(shí)現(xiàn)。對于串行通訊，等待的時間片由字節(jié)數(shù)來計算，并考慮波特率和具體的串口類型。


圖2 實(shí)際數(shù)據(jù)流

帶有RS232和RS485的受控機(jī)(CPU模塊)，其工作原理就是收集具有RS485接口的執(zhí)行器和傳感器中的數(shù)據(jù)，通過軟件轉(zhuǎn)換成主控機(jī)的RS232可以接受的數(shù)據(jù)格式；或接受主控機(jī)命令，發(fā)送至執(zhí)行器。由于RS485只能單向傳輸，通過RS485發(fā)送完數(shù)據(jù)后，必須立即轉(zhuǎn)換為接收狀態(tài)，以處理響應(yīng)的數(shù)據(jù)。其軟件設(shè)計必須處理好圖1的實(shí)際問題，這是通訊的關(guān)鍵。典型的和比較通用的數(shù)據(jù)發(fā)送和接收程序可參考文獻(xiàn)[2]。

由于計算機(jī)一般配備網(wǎng)口(RJ45)和串口(RS232)，所以，用軟件來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)口和串口之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，是一個安全、可靠和方便的手段，避免了硬件串行網(wǎng)關(guān)的設(shè)備故障的可能性?？梢酝ㄟ^Visual Basic語言，采用串行通訊控件MsComm32.OCX和網(wǎng)絡(luò)通訊控件WinSock.OCX[3][4]來實(shí)現(xiàn)，兩個控件的收發(fā)數(shù)據(jù)的變量類型都應(yīng)設(shè)置為變體Variant，因?yàn)樵跀?shù)據(jù)包中存在“00”字節(jié)是常有的事，如果設(shè)置為字符串String，“00”字節(jié)后面的數(shù)據(jù)將被截去。MsComm控件是通過Input和Output屬性來收發(fā)數(shù)據(jù)的，應(yīng)將接收閾值設(shè)為1，即一有數(shù)據(jù)，立即響應(yīng)，當(dāng)發(fā)生數(shù)據(jù)到達(dá)事件comEvReceive時，通過Input屬性直接讀取數(shù)據(jù)，然后通過Winsock的SendData立即轉(zhuǎn)發(fā)(見圖3-1所示)。對于WinSock控件，當(dāng)發(fā)生DataArrival事件時，用GetData函數(shù)讀取，然后通過MsComm控件的Output屬性立即轉(zhuǎn)發(fā)(見圖3-2所示)。

串口的通訊屬性必須與對等設(shè)備的通訊屬性一致。至于網(wǎng)口，可以有兩種方式與對等設(shè)備建立連接，如果對等設(shè)備以服務(wù)器方式工作，則以客戶機(jī)方式(Winsock.Connect)建立連接(預(yù)先設(shè)置服務(wù)器的IP地址和端口號)；如果對等設(shè)備以客戶機(jī)方式工作，則以服務(wù)器方式(Winsock.Listen)偵聽，等待客戶機(jī)的連接請求并作出相應(yīng)的處理。

5 遠(yuǎn)程測試模型及分析

對計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行測試的最理想的地理位置，一般是現(xiàn)場，因?yàn)橹挥性诂F(xiàn)場，才能觀察各種復(fù)雜的因素。有的監(jiān)控模塊可以通過撤換法進(jìn)行查錯，然而，大型設(shè)備，如大型柴油發(fā)電機(jī)組，難以搬遷，也無法替換。如何采用一種簡潔高效的方式，對現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)和設(shè)備進(jìn)行檢測？文獻(xiàn)[5]介紹了一個“智能設(shè)備的通用測試”軟件，通過串口進(jìn)行測試，只能在近距離或現(xiàn)場進(jìn)行。借助上文的串口和網(wǎng)口的轉(zhuǎn)換軟件，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離現(xiàn)場測試。遠(yuǎn)程測試模型如圖4所示，服務(wù)器和客戶機(jī)都是普通的PC機(jī)，均運(yùn)行RS232/RJ45轉(zhuǎn)換軟件。


圖4 遠(yuǎn)程測試模型

工程師以服務(wù)器方式設(shè)置RS232/RJ45轉(zhuǎn)換軟件，將此信息及服務(wù)器的IP地址與偵聽端口以電子的方式通知用戶，用戶根據(jù)工程師的指示，將RS232/RJ45轉(zhuǎn)換軟件設(shè)置成客戶機(jī)方式，并向服務(wù)器發(fā)送連接請求，如此建立連接，同時，用戶連接好客戶機(jī)與被測對象之間的通訊電纜，接通電源，將客戶機(jī)的串口參數(shù)與被測對象的串口參數(shù)設(shè)為一致。服務(wù)器上運(yùn)行兩個獨(dú)立的軟件，另一個為“智能設(shè)備的通用測試”[5]軟件，兩個軟件之間沒有共享的數(shù)據(jù)區(qū)，只通過接口發(fā)生關(guān)系：轉(zhuǎn)換軟件將網(wǎng)口接收的數(shù)據(jù)發(fā)往串口COM1，測試軟件在串口COM2接收到數(shù)據(jù)后進(jìn)行分析處理，并通過COM2發(fā)送命令至COM1；轉(zhuǎn)換軟件又從COM1接收數(shù)據(jù)，通過網(wǎng)口將命令轉(zhuǎn)發(fā)到客戶機(jī)，從而抵達(dá)被測對象。

對于測試結(jié)果，如果屬于軟故障，即非設(shè)備故障，工程師可以通過電子協(xié)作指示用戶對系統(tǒng)加以調(diào)整或維護(hù)；如果是硬故障，即設(shè)備故障，工程師可以根據(jù)具體情況，有準(zhǔn)備地去現(xiàn)場解決問題，節(jié)省人力物力。

6 結(jié)束語

計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于眾多領(lǐng)域，接口的可靠性則關(guān)系到系統(tǒng)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(zhuǎn)換和軟件轉(zhuǎn)換，最后設(shè)計了一個遠(yuǎn)程測試模型，并在局域網(wǎng)上通過了測試，取得了良好的效果。通過因特網(wǎng)進(jìn)行遠(yuǎn)程測試，可以節(jié)省大量的人力物力，不失為一種高效的測試手段。

參考文獻(xiàn)
[1] 大漠電子?http://www.demo.com.cn/，2003
[2] 馬玉春，趙躍華?高山無人站監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)?電腦開發(fā)與應(yīng)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(shè)備的通用測試?工業(yè)控制計算機(jī)[J]?15(12):10, 2002(end)
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