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多站遠程無線控制信號系統通信軟件的開發
摘要：多站遠程無線控制系統是以計算機為中心控制，用多個信號源作為下位機通過無線模塊進行通信，文中介紹了通過無線數傳模塊實現無線通訊以及ＡｃｔｉｖｅＸ控件的使用方法，提出了使系統應用程序更安全可靠，效率更高，維護更加方便的幾種措施。關鍵詞：串行通信 ＡｃｔｉｖｅＸ控件 查詢接收 動態數組 最佳化ＴｉｍｅＤｅｌａｙ
１ 多站遠程無線控制系統組成
多站遠程無線控制系統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，當下位機實時采集到上位機發送的數據后，便可進行簡單的數據處理并向上位機回送數據。
上位機無線通訊接口使用串行端口與無線數傳模塊相連，數字信號通過天線調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。系統組成框圖如圖１所示。(范文先生網www.baimashangsha.com收集整理)
２ 串行通訊控件
利用ＶＢ開發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。在實際應用中，用ＶＢ 控件實現通訊的方法比調用ＳＤＫ的ＡＰＩ動態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相同的功能，這就是用ＶＢ 控件實現通訊的優點所在，下面主要介紹一下利用ＶＢ 控件實現無線通訊的方法。
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，又可以使用事件驅動方式。控件的一些重要屬性及其說明如表１所列。
表1 MSComm控件的屬性說明
說 明
ComPort 1 串口號，如果串口1已所用，改用串口2 InBufferSize 1024 接收緩沖區大小 InputLen 0 從接收緩沖區讀取的字節數，0表示全部讀取 InputMode 1 接收數據的類型，0表示文本類型，1表示二進制類型 OutBufferSize 1024 發送緩沖區大小 RThreshold 1 設定接收幾個字符時觸發OnComm事件，0表示不產生事件，1表示每接收一個字符就產生一事件 SThreshold 0 設定在觸發OnComm事件前，發送緩沖區所允許的最少的字符數，0表示發數據時不產生事件，1表示當發送緩沖區空時產生OnComm事件 Settings 1200,n,8,1 串口的參數設置，依次為波特率、奇偶校驗（n-無校驗，e-偶校驗，o-奇校驗）、數據位數、停止位數３ 應用實例
本系統的通訊網絡并非點對點的通訊，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絡通訊的有序性，因此，每個站都應有身份碼。其次是包頭識別碼，由于在發送了傳輸命令之后，下位機開始以打包的形式傳輸數據，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據。因此，應使用１２００波特率、無奇偶校驗位、８ 個數據位、１ 個停止位的較穩定狀態。
上位機向下位機發送的參數有站號、狀態（開機、關機）、頻率、重復周期、脈寬、天線轉速、天線掃描方式、天線狀態、天線角度等。發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和運行情況，還應設計定時查詢和即時查詢。
在無線通訊過程中，除了規定合理的協議之外，為了保證通訊的正確性，在數據發送時還應適當地增加延時，特別是當速度較慢的計算機向速度較快的計算機發送數據時，更應適當增加延時。
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、事件驅動方式、事件驅動轉查詢方式。這三種方式各有利弊，其中查詢方式具有方便可靠的特點，可利用協議或設定時鐘來進入和退出查詢狀態，但它不是資源的有效利用方式；事件觸發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；而事件驅動轉查詢方式既有事件驅動的特點又有轉查詢方式的特點，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動轉查詢方式。
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。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保證各個子站互不干擾，具體實現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的可靠性、靈活性和效率。
（１）設置身份碼和目的地址
每個數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，以便確定由哪個來接收數據。采用此方法可以有效地防止干擾。
（２）使用動態數組
接收字節數據時，必須使用動態數組。一個動態數組被聲明后，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態數組中。被接收到的數據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，才能利用程序將內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中取得信號源傳回的數據，這個時間有多久是項目的關鍵，太長了效率太低，太短了，數據有可能接收不全，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來取得系統自開機后每千分之一秒更新的Ｔｉｃｋ值，在接收的前后加上取Ｔｉｃｋ值的敘述，自然就可以得到傳輸的時間了。從測試的結果來看，傳輸單個數據的時間為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對方設備電源沒有打開等原因造成對方數據不能上傳時，避免程序一直在等待。如果在規定時間內還沒等到規定的字節數時就跳出循環，并出現一個重新發送對話框。此時如果還是不對，就彈出一個對話框“請檢查系統！＂。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
′接收串行端口內的數據至動態數組中
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態數組中
′ＲｅＤｉｍ Ｐｒｅｓｅｒｖｅ ｂｙｉｎ（１１） Ａｓ Ｂｙｔｅ
Ｉｆ ｂｙｉｎｄａｔａ（０） ＝ ＆Ｈ５５ Ａｎｄ ｂｙｉｎｄａｔａ（１） ＝ ＆ＨＡＡ
Ｔｈｅｎ ′包頭正確，接收到包頭進行數據處理
．
．
．
Ｅｎｄ ｓｕｂ
′延時程序
Ｓｕｂ Ｔｉｍｅｄｅｌａｙ（ＴＴ Ａｓ Ｌｏｎｇ）
Ｄｉｍ ｔ Ａｓ Ｌｏｎｇ ′聲明一個長整數，記錄計數值
ｔ ＝ ＧｅｔＴｉｃｋＣｏｕｎｔ（） ′取得系統計數值
Ｄｏ ′開始循環
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驗，利用ＭＳＣＯＭＭ控件開發無線通信要把握好以下三條：
（１） 收發之間應延時適當，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線數傳模塊，否則將達不到理想的效果。
（３） 設定一個合理的通信協議，使中心站與子站有良好的溝通。實際測驗證明，本系統在ＷＩＮ９８中運行穩定，在實驗過程中取得了良好的效果。
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