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分布式测控系统中PC与单片机

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1 远程通信方案  

    由 PC 机和 单片机 组成的 分布式测控系统 已 在工业生产中得到了广泛的应用。其中,单片机作为从机,负责现场控制和实时数据的采集,PC机作为主机,负责对各从机发来的数据进行分析、处理,并向各从 机发布命令,以实现对工业现场的集中监控与管理,由于主从机需不断进行信息交流,通信成为分布式测控系统重要而基本的功能。
采用RS485等通信技术可实现近距离通信(<1km),而在许多场合,各计算机之间距离较远(几公里甚至几十公里),这时就应采用远程通信技术。基于modem和公用电话网的远程通信技术则是一种实施方便、成本低廉的方案。

    采用电话网通信的分布式测控系统如图1—1所示,PC机及各单片机均通过Modem联入电话网,PC机可通过Modem拨号与选中的单片机建立通信链路,以进行数据传输,传输结束后可挂机拆除通信链路。
 

 采用电话网通信的分布式测控系统



    为了顺利实现通信,在通信程序设计中应注意两个问题:一是对Modem进行正确操作,以实现数据链路的建立或

 

 

 

拆除等功能。二是在数据传输过程中,收发双方应遵循共同的通信协议,以保证数据的可靠传送,本文将对这两点作详细讨论。

    2 Modem操作编程 

    有关单片机具体控制Moedm的方法及接口已有许多文献进行了讨论[4],本文着重介绍VB环境下PC机操作Modem的编程方法。

    标准的贺式命令集定义了一些基本功能集(表2—1),利用这些功能可以操作Modem以实现Modem的初始化、拨号、挂机等功能。

    VB以其功能丰富,简单易用等特点成为开发PC机监控软件的首选工具,VB提供了一个具有串行通信功能的MSCOMM控件,使得通信程序的开发方便、快捷。

基本功能集
 

  利用MSCOMM控件,我们可以向Modem传送AT命令对Modem进行操作,下面是一段用VB编写的拨号程序代码:
 

拨号程序代码

       

拨号程序代码

拨号程序代码

      数据传输完毕后,可向Modem发出挂机命令以释放通信链路  

   CommCtrl.Output=“ATH”+chr $(13)’发送挂机命令  

   CommCtrl.PortOpen=False ’关闭端口

       3 数据传输及通信协议  

       拨号接通线路后,就可以进行数据传输了,采用异步通信不可避免地会出现数据传输错误,为了保证数据可靠传输,通信的双方应遵循一定的协议,我们根据微机通信中广泛采用的Xmodem协议,制定主机与从机通信协议如下:

  传输的数据被分割成128字节的数据块,每个数据块前有起始符SOH,块编号,数据块后附有检验和。

      传输过程由PC机每隔10秒发一个“NAK”字符来启动,当单片机检测到一个NAK后,会发出第一个数据包,PC机检查数据包,将128字节相加,计算出 检验和,并与发来的检验和相比较,相同则发送ACK字符,对本次接收的数据块进行确认,否则,发送NAK字符,通知对方重发数据块,当数据传送完毕后,单 片机发出“EOT”字符,通知PC机结束数据传输。

  在通信过程中,发送方重发数据的次数限制为6次,超过6次则挂机,而接收方也应设置超时机制,如果一个数据包在规定的时间内没有传递完成,则意味着出现了异常情况,这时应挂机停止通信,以防止进入无限期等待的死锁状态。

  PC机(接收方)与单片机(发送方)通信程序流程见图3—1、图3—2。                                             

通信程序流程

通信程序流程


     4 结束语  

     本文介绍的通信方法已在实验中得到验证,它不仅可保证数据的可靠传输,并且实现简单方便,对于工控领域中计算机间的远程 通信设计具有一定的参考价值。

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