多站遠程無線控制信號系統(tǒng)通信軟件的開發(fā)
關(guān)鍵詞：串行通信 ＡｃｔｉｖｅＸ控件 查詢接收 動態(tài)數(shù)組 最佳化ＴｉｍｅＤｅｌａｙ
１ 多站遠程無線控制系統(tǒng)組成
多站遠程無線控制系統(tǒng)是以計算機作為中心控制站，用多個信號源作為下位機，通過無線模塊進行數(shù)據(jù)通信的。系統(tǒng)中的上位機作為數(shù)據(jù)接收和數(shù)據(jù)處理的中心站，當下位機實時采集到上位機發(fā)送的數(shù)據(jù)后，便可進行簡單的數(shù)據(jù)處理并向上位機回送數(shù)據(jù)。
上位機無線通訊接口使用串行端口與無線數(shù)傳模塊相連，數(shù)字信號通過天線調(diào)制后送到下位機的一臺外置無線模塊，然后通過串口送入單片機進行處理。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。在實際應(yīng)用中，用ＶＢ 控件實現(xiàn)通訊的方法比調(diào)用ＳＤＫ的ＡＰＩ動態(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現(xiàn)相同的功能，這就是用ＶＢ 控件實現(xiàn)通訊的優(yōu)點所在，下面主要介紹一下利用ＶＢ 控件實現(xiàn)無線通訊的方法。
ＶＢ控件工具箱中提供了一個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)的所有細則。通過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)動方式?？丶囊恍┲匾獙傩约捌湔f明如表１所列。
表1 MSComm控件的屬性說明
| 屬 性 | 設(shè)定值 |
說 明 |
| ComPort | 1 | 串口號，如果串口1已所用，改用串口2 |
| InBufferSize | 1024 | 接收緩沖區(qū)大小 |
| InputLen | 0 | 從接收緩沖區(qū)讀取的字節(jié)數(shù)，0表示全部讀取 |
| InputMode | 1 | 接收數(shù)據(jù)的類型，0表示文本類型，1表示二進制類型 |
| OutBufferSize | 1024 | 發(fā)送緩沖區(qū)大小 |
| RThreshold | 1 | 設(shè)定接收幾個字符時觸發(fā)OnComm事件，0表示不產(chǎn)生事件，1表示每接收一個字符就產(chǎn)生一事件 |
| SThreshold | 0 | 設(shè)定在觸發(fā)OnComm事件前，發(fā)送緩沖區(qū)所允許的最少的字符數(shù)，0表示發(fā)數(shù)據(jù)時不產(chǎn)生事件，1表示當發(fā)送緩沖區(qū)空時產(chǎn)生OnComm事件 |
| Settings | 1200,n,8,1 | 串口的參數(shù)設(shè)置，依次為波特率、奇偶校驗（n-無校驗，e-偶校驗，o-奇校驗）、數(shù)據(jù)位數(shù)、停止位數(shù) |
３ 應(yīng)用實例
本系統(tǒng)的通訊網(wǎng)絡(luò)并非點對點的通訊，而是采用一點對多點的廣播式通訊方式。由于無線通訊可能會有空間的噪聲干擾，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，每個站都應(yīng)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，下位機開始以打包的形式傳輸數(shù)據(jù)，因而每一包都有一個包頭和包尾識別碼，假如識別碼有誤，則表明該次傳輸為不正常數(shù)據(jù)。因此，應(yīng)使用１２００波特率、無奇偶校驗位、８ 個數(shù)據(jù)位、１ 個停止位的較穩(wěn)定狀態(tài)。
上位機向下位機發(fā)送的參數(shù)有站號、狀態(tài)（開機、關(guān)機）、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)送命令有手動方式和自動方式兩種。自動方式是由定時器自動完成的。為了及時知道分站的狀態(tài)和運行情況，還應(yīng)設(shè)計定時查詢和即時查詢。
在無線通訊過程中，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)送時還應(yīng)適當?shù)卦黾友訒r，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(shù)據(jù)時，更應(yīng)適當增加延時。
由于該項目的軟件源代碼較長，故只給出和串口通訊有關(guān)的程序片段供大家參考。筆者在工作中實踐了三種通訊方式，即查詢方式、事件驅(qū)動方式、事件驅(qū)動轉(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，可利用協(xié)議或設(shè)定時鐘來進入和退出查詢狀態(tài)，但它不是資源的有效利用方式；事件觸發(fā)方式對于定長通訊非常有效，但其定長通訊在有些場合不適用；而事件驅(qū)動轉(zhuǎn)查詢方式既有事件驅(qū)動的特點又有轉(zhuǎn)查詢方式的特點，可以說是匯集了前二者之長，故可有效利用資源。下面著重介紹事件驅(qū)動轉(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，計算機就會進入中斷，資源就沒有有效利用，所以在程序中添加了一個接收函數(shù)。為了保證程序的可靠性和靈活性，可以運用設(shè)置身份碼等方法來保證各個子站互不干擾，具體實現(xiàn)過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
每個數(shù)傳模塊均有表示其唯一身份的身份碼，身份碼長為兩個字節(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，以便確定由哪個來接收數(shù)據(jù)。采用此方法可以有效地防止干擾。
（２）使用動態(tài)數(shù)組
接收字節(jié)數(shù)據(jù)時，必須使用動態(tài)數(shù)組。一個動態(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)指定到該動態(tài)數(shù)組中。被接收到的數(shù)據(jù)的實際大小必須利用Ｌｂｏｕｎｄ及Ｕｂｏｕｎｄ才能取得最大及最小索引值，同時也只有這樣，才能利用程序?qū)?nèi)部的值一一顯示出來。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，一定要等待一段時間才可能從串行端口的輸入緩沖區(qū)中取得信號源傳回的數(shù)據(jù)，這個時間有多久是項目的關(guān)鍵，太長了效率太低，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來取得系統(tǒng)自開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觯匀痪涂梢缘玫絺鬏?shù)臅r間了。從測試的結(jié)果來看，傳輸單個數(shù)據(jù)的時間為１００ｍｓ，１０個群組的時間約為５００ｍｓ。
（４） 增加程序的效率
利用下面的程序可在無線通訊受到干擾或?qū)Ψ皆O(shè)備電源沒有打開等原因造成對方數(shù)據(jù)不能上傳時，避免程序一直在等待。如果在規(guī)定時間內(nèi)還沒等到規(guī)定的字節(jié)數(shù)時就跳出循環(huán)，并出現(xiàn)一個重新發(fā)送對話框。此時如果還是不對，就彈出一個對話框“請檢查系統(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 ′適當延時
ｂｙｉｎ ＝ ｆｒｍＭＳＣｏｍｍＤｅｍｏ．ＭＳＣｏｍｍ１．Ｉｎｐｕｔ
′接收串行端口內(nèi)的數(shù)據(jù)至動態(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 ＆ “信號源出現(xiàn)系統(tǒng)
故障，請求檢修！”? ｖｂＯＫＯｎｌｙ
Ｅｘｉｔ Ｓｕｂ
Ｅｎｄ Ｉｆ
′接收串行端口內(nèi)的數(shù)據(jù)至動態(tài)數(shù)組中
′ＲｅＤｉｍ Ｐｒｅｓｅｒｖｅ ｂｙｉｎ（１１） Ａｓ Ｂｙｔｅ
Ｉｆ ｂｙｉｎｄａｔａ（０） ＝ ＆Ｈ５５ Ａｎｄ ｂｙｉｎｄａｔａ（１） ＝ ＆ＨＡＡ
Ｔｈｅｎ ′包頭正確，接收到包頭進行數(shù)據(jù)處理
．
．
．
Ｅｎｄ ｓｕｂ
′延時程序
Ｓｕｂ Ｔｉｍｅｄｅｌａｙ（ＴＴ Ａｓ Ｌｏｎｇ）
Ｄｉｍ ｔ Ａｓ Ｌｏｎｇ ′聲明一個長整數(shù)，記錄計數(shù)值
ｔ ＝ ＧｅｔＴｉｃｋＣｏｕｎｔ（） ′取得系統(tǒng)計數(shù)值
Ｄｏ ′開始循環(huán)
ＤｏＥｖｅｎｔｓ
Ｉｆ ＧｅｔＴｉｃｋＣｏｕｎｔ － ｔ ＜ ０ Ｔｈｅｎ ｔ ＝ ＧｅｔＴｉｃｋ-Ｃｏｕｎｔ ′歸零
Ｌｏｏｐ Ｕｎｔｉｌ ＧｅｔＴｉｃｋＣｏｕｎｔ － ｔ ＞＝ ＴＴ ′計算延遲是否到達
Ｅｎｄ Ｓｕｂ
４ 結(jié)論
根據(jù)本系統(tǒng)的研制經(jīng)驗，利用ＭＳＣＯＭＭ控件開發(fā)無線通信要把握好以下三條：
（１） 收發(fā)之間應(yīng)延時適當，這需要在測試中不斷地調(diào)試，以達到最佳效果。
（２） 選用好的且必須具有糾錯功能的無線數(shù)傳模塊，否則將達不到理想的效果。
（３） 設(shè)定一個合理的通信協(xié)議，使中心站與子站有良好的溝通。實際測驗證明，本系統(tǒng)在ＷＩＮ９８中運行穩(wěn)定，在實驗過程中取得了良好的效果。
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