多站远程无线控制信号系统通信软件的开发

 摘要：多站远程无线控制系统是以计算机为中心控制，用多个信号源作为下位机通过无线模块进行通信，文中介绍了通过无线数传模块实现无线通讯以及ＡｃｔｉｖｅＸ控件的使用方法，提出了使系统应用程序更安全可靠，效率更高，维护更加方便的几种措施。

    关键词：串行通信  ＡｃｔｉｖｅＸ控件 查询接收 动态数组 最佳化ＴｉｍｅＤｅｌａｙ

１　多站远程无线控制系统组成

多站远程无线控制系统是以计算机作为中心控制站，用多个信号源作为下位机，通过无线模块进行数据通信的。系统中的上位机作为数据接收和数据处理的中心站，当下位机实时采集到上位机发送的数据后，便可进行简单的数据处理并向上位机回送数据。

上位机无线通讯接口使用串行端口与无线数传模块相连，数字信号通过天线调制后送到下位机的一台外置无线模块，然后通过串口送入单片机进行处理。系统组成框图如图１所示。

２　串行通讯控件

利用ＶＢ开发通信程序主要有两种方法，一是利用ＶＢ本身提供的控件（ＣＯＮＴＲＡＬＳ），另一种是利用ＷＩＮＤＯＷＳ ＡＰＩ应用程序接口。在实际应用中，用ＶＢ 控件实现通讯的方法比调用ＳＤＫ的ＡＰＩ动态连接库的方法更加方便和快捷，而且可以用较少的代码实现相同的功能，这就是用ＶＢ 控件实现通讯的优点所在，下面主要介绍一下利用ＶＢ 控件实现无线通讯的方法。

ＶＢ控件工具箱中提供了一个使用非常方便的串行通讯控件ＭＳＣｏｍｍ，它提供了使用ＲＳ－２３２串行通讯上层开发的所有细则。通过它完成串行通讯既可以使用查询方式，又可以使用事件驱动方式。控件的一些重要属性及其说明如表１所列。

表1 MSComm控件的属性说明

属  性	设定值	说    明
ComPort	1	串口号，如果串口1已所用，改用串口2
InBufferSize	1024	接收缓冲区大小
InputLen	0	从接收缓冲区读取的字节数，0表示全部读取
InputMode	1	接收数据的类型，0表示文本类型，1表示二进制类型
OutBufferSize	1024	发送缓冲区大小
RThreshold	1	设定接收几个字符时触发OnComm事件，0表示不产生事件，1表示每接收一个字符就产生一事件
SThreshold	0	设定在触发OnComm事件前，发送缓冲区所允许的最少的字符数，0表示发数据时不产生事件，1表示当发送缓冲区空时产生OnComm事件
Settings	1200,n,8,1	串口的参数设置，依次为波特率、奇偶校验（n-无校验，e-偶校验，o-奇校验）、数据位数、停止位数

３　应用实例

本系统的通讯网络并非点对点的通讯，而是采用一点对多点的广播式通讯方式。由于无线通讯可能会有空间的噪声干扰，因此，需要采取一些抗干扰措施。首先是身份识别码，因为给下位机编码可以保证网络通讯的有序性，因此，每个站都应有身份码。其次是包头识别码，由于在发送了传输命令之后，下位机开始以打包的形式传输数据，因而每一包都有一个包头和包尾识别码，假如识别码有误，则表明该次传输为不正常数据。因此，应使用１２００波特率、无奇偶校验位、８ 个数据位、１ 个停止位的较稳定状态。

上位机向下位机发送的参数有站号、状态（开机、关机）、频率、重复周期、脉宽、天线转速、天线扫描方式、天线状态、天线角度等。发送命令有手动方式和自动方式两种。自动方式是由定时器自动完成的。为了及时知道分站的状态和运行情况，还应设计定时查询和即时查询。

在无线通讯过程中，除了规定合理的协议之外，为了保证通讯的正确性，在数据发送时还应适当地增加延时，特别是当速度较慢的计算机向速度较快的计算机发送数据时，更应适当增加延时。

由于该项目的软件源代码较长，故只给出和串口通讯有关的程序片段供大家参考。笔者在工作中实践了三种通讯方式，即查询方式、事件驱动方式、事件驱动转查询方式。这三种方式各有利弊，其中查询方式具有方便可靠的特点，可利用协议或设定时钟来进入和退出查询状态，但它不是资源的有效利用方式；事件触发方式对于定长通讯非常有效，但其定长通讯在有些场合不适用；而事件驱动转查询方式既有事件驱动的特点又有转查询方式的特点，可以说是汇集了前二者之长，故可有效利用资源。下面着重介绍事件驱动转查询方式。

由于在通讯中，ＲＴＳ电平可置高或置低，如果用事件驱动，计算机就会进入中断，资源就没有有效利用，所以在程序中添加了一个接收函数。为了保证程序的可靠性和灵活性，可以运用设置身份码等方法来保证各个子站互不干扰，具体实现过程的主程序流程图如图２所示。

除以上处理外，还可以使用以下方法来增加系统的可靠性、灵活性和效率。

（１）设置身份码和目的地址

每个数传模块均有表示其唯一身份的身份码，身份码长为两个字节共十六位。第一字节表示组码，第二字节表示组内识别码，身份码可用Ｄ７Ｈ?Ｆ５Ｈ?ＸＸＨ?ＹＹＨ设置，可设置于模块内的ＥＥＲＯＭ中，掉电后不丢失。在数据传送前，应设置目的地址，以便确定由哪个来接收数据。采用此方法可以有效地防止干扰。

（２）使用动态数组

接收字节数据时，必须使用动态数组。一个动态数组被声明后，可以利用Ｉｎｐｕｔ属性将串行端口输入缓冲区内的数据指定到该动态数组中。被接收到的数据的实际大小必须利用Ｌｂｏｕｎｄ及Ｕｂｏｕｎｄ才能取得最大及最小索引值，同时也只有这样，才能利用程序将内部的值一一显示出来。另外，利用最大和最小索引值还可以判断是否为一次成功接收。

（３）最优化ＴｉｍｅＤｅｌａｙ

在每次传输指令后，一定要等待一段时间才可能从串行端口的输入缓冲区中取得信号源传回的数据，这个时间有多久是项目的关键，太长了效率太低，太短了，数据有可能接收不全，所以有必要进行最佳化测试。具体代码如下：

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”

该程序中使用ＧｅｔＴｉｃｋＣｏｕｎｔ来取得系统自开机后每千分之一秒更新的Ｔｉｃｋ值，在接收的前后加上取Ｔｉｃｋ值的叙述，自然就可以得到传输的时间了。从测试的结果来看，传输单个数据的时间为１００ｍｓ，１０个群组的时间约为５００ｍｓ。

（４） 增加程序的效率

利用下面的程序可在无线通讯受到干扰或对方设备电源没有打开等原因造成对方数据不能上传时，避免程序一直在等待。如果在规定时间内还没等到规定的字节数时就跳出循环，并出现一个重新发送对话框。此时如果还是不对，就弹出一个对话框“请检查系统！＂。具体程序如下：

Ｐｕｂｌｉｃ Ｓｕｂ ＲｅｃｅｉｖｅＤａｔａ（）

′Ｏｎ Ｅｒｒｏｒ Ｒｅｓｕｍｅ Ｎｅｘｔ

Ｄｉｍ ｓｔａｒｔ， ｄｅｎｄ Ａｓ Ｉｎｔｅｇｅｒ

Ｄｉｍ ｂｙｉｎ（） Ａｓ Ｂｙｔｅ

Ｄｉｍ ｂｙｉｎｄａｔａ（１１） Ａｓ Ｂｙｔｅ

Ｄｉｍ Ｉ％? ｂｕｆ＄

′根据事件分发处理

Ｄｏ Ｗｈｉｌｅ ｆｒｍＭＳＣｏｍｍＤｅｍｏ．ＭＳＣｏｍｍ１．ＣｏｍｍＥｖｅｎｔ ＝ ２

Ｅｘｉｔ Ｄｏ

Ｌｏｏｐ

Ｔｉｍｅｄｅｌａｙ ８５０ ′适当延时

ｂｙｉｎ ＝ ｆｒｍＭＳＣｏｍｍＤｅｍｏ．ＭＳＣｏｍｍ１．Ｉｎｐｕｔ

′接收串行端口内的数据至动态数组中

ｄｅｎｄ ＝ ＵＢｏｕｎｄ（ｂｙｉｎ） ′得到最大值

ｓｔａｒｔ ＝ ＬＢｏｕｎｄ（ｂｙｉｎ） ′得到最小值

Ｉｆ ｄｅｎｄ ＜ ５ Ｔｈｅｎ

ＭｓｇＢｏｘ ＲａｄａｒＮｏＯｕｔ ＆ “信号源出现系统

故障，请求检修！”? ｖｂＯＫＯｎｌｙ

Ｅｘｉｔ Ｓｕｂ

Ｅｎｄ Ｉｆ

′接收串行端口内的数据至动态数组中

′ＲｅＤｉｍ Ｐｒｅｓｅｒｖｅ ｂｙｉｎ（１１） Ａｓ Ｂｙｔｅ

Ｉｆ ｂｙｉｎｄａｔａ（０） ＝ ＆Ｈ５５ Ａｎｄ ｂｙｉｎｄａｔａ（１） ＝ ＆ＨＡＡ

Ｔｈｅｎ ′包头正确，接收到包头进行数据处理

．

．

．

Ｅｎｄ ｓｕｂ

′延时程序

Ｓｕｂ Ｔｉｍｅｄｅｌａｙ（ＴＴ Ａｓ Ｌｏｎｇ）

Ｄｉｍ ｔ Ａｓ Ｌｏｎｇ ′声明一个长整数，记录计数值

ｔ ＝ ＧｅｔＴｉｃｋＣｏｕｎｔ（） ′取得系统计数值

Ｄｏ ′开始循环

ＤｏＥｖｅｎｔｓ

Ｉｆ ＧｅｔＴｉｃｋＣｏｕｎｔ － ｔ ＜ ０ Ｔｈｅｎ ｔ ＝ ＧｅｔＴｉｃｋ-Ｃｏｕｎｔ ′归零

Ｌｏｏｐ Ｕｎｔｉｌ ＧｅｔＴｉｃｋＣｏｕｎｔ － ｔ ＞＝ ＴＴ ′计算延迟是否到达

Ｅｎｄ Ｓｕｂ

４　结论

根据本系统的研制经验，利用ＭＳＣＯＭＭ控件开发无线通信要把握好以下三条：

（１） 收发之间应延时适当，这需要在测试中不断地调试，以达到最佳效果。

（２） 选用好的且必须具有纠错功能的无线数传模块，否则将达不到理想的效果。

（３） 设定一个合理的通信协议，使中心站与子站有良好的沟通。实际测验证明，本系统在ＷＩＮ９８中运行稳定，在实验过程中取得了良好的效果。