基于Windows服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)和串口投影機(jī)遠(yuǎn)程控制設(shè)計(jì)

網(wǎng)絡(luò)偵聽到新的連接后，就建立新線程并生成新的Socket對(duì)象，原線程繼續(xù)偵聽網(wǎng)絡(luò)，新的Socket對(duì)象與客戶端的Socket對(duì)象建立連接，并接收客戶端發(fā)來(lái)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀。服務(wù)器端Socket對(duì)象收到網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀后，解析出串口數(shù)據(jù)幀，并讀出串口號(hào)和串口設(shè)置，根據(jù)串口號(hào)初始化本地計(jì)算機(jī)的 SerialPort串口組件，如波特率、停止位、數(shù)據(jù)長(zhǎng)度、握手連接等。以SerialPort組件的Open()方法打開相應(yīng)的串口；把從網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀解析出的串口數(shù)據(jù)，用SerialPort組件的Write()方法發(fā)送出去，以控制投影機(jī)的相應(yīng)動(dòng)作；然后偵聽正使用的串口資源，并通過(guò) SerialPort組件的異步方式．Read()方法讀入返回的應(yīng)答信號(hào)。等待規(guī)定毫秒時(shí)間延時(shí)后，讀入串口接收緩存器，如有返回的串口數(shù)據(jù)，就把返回的串口數(shù)據(jù)加上IP頭，與TCP封裝成網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀，按接收到的客戶端IP地址發(fā)送出去。如在規(guī)定時(shí)間里沒有返回串口數(shù)據(jù)，表明外界嵌入式設(shè)備的串口資源有故障，就生成失敗串口數(shù)據(jù)封裝網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀發(fā)回到原先連接的客戶端。最后關(guān)閉正使用的Socket對(duì)象和串口資源，原Socket，對(duì)象同時(shí)繼續(xù)網(wǎng)絡(luò)偵聽等待新的客戶端連接。Windows系統(tǒng)關(guān)閉時(shí)，Windows服務(wù)控制管理SCM就關(guān)閉網(wǎng)絡(luò)與串口的通信程序，從而退出Win-dows服務(wù)系統(tǒng)后臺(tái)運(yùn)行。

2 投影機(jī)遠(yuǎn)程控制案例
2．1 “零成本”解決方案
根據(jù)上述的網(wǎng)絡(luò)、Windows服務(wù)和串口遠(yuǎn)程控制開發(fā)流程，可以使設(shè)計(jì)不再使用網(wǎng)絡(luò)中控硬件，但具備網(wǎng)絡(luò)中控的網(wǎng)絡(luò)與串口通信協(xié)議功能，以“零成本”方式實(shí)現(xiàn)投影機(jī)遠(yuǎn)程控制。設(shè)計(jì)如圖3所示的基于網(wǎng)絡(luò)、Windows服務(wù)與串口通信應(yīng)用。

整個(gè)項(xiàng)目系統(tǒng)中有4個(gè)信號(hào)源：計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)信號(hào)、便攜機(jī)數(shù)據(jù)信號(hào)、影碟機(jī)視頻信號(hào)、錄像機(jī)視頻信號(hào)，全部由投影機(jī)實(shí)現(xiàn)信號(hào)切換?？刂仆队皺C(jī)開機(jī)關(guān)機(jī)及信號(hào)源切換控制，由其串口與計(jì)算機(jī)的串口一連接。根據(jù)投影機(jī)不同的串口設(shè)置，客戶端發(fā)送的串口數(shù)據(jù)幀設(shè)置與計(jì)算機(jī)、投影機(jī)的串口設(shè)置相一致。計(jì)算機(jī)的串口二與電動(dòng)屏幕的串口連接(電動(dòng)屏幕通過(guò)一個(gè)小型AVR單片機(jī)控制的兩個(gè)繼電器來(lái)實(shí)現(xiàn)電動(dòng)屏幕的升、降和停止，AVR單片機(jī)有一個(gè)全雙工串口)，同樣串口數(shù)據(jù)幀設(shè)置也與電動(dòng)屏幕的串口設(shè)置相一致?？蛻舳艘跃W(wǎng)絡(luò)套接字Socket對(duì)象發(fā)送或接收網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀，根據(jù)遠(yuǎn)程投影機(jī)或電動(dòng)屏幕的串口設(shè)置發(fā)送串口號(hào)和相應(yīng)串口設(shè)置，并由若干串口控制數(shù)據(jù)代碼組成符合規(guī)定的串口數(shù)據(jù)幀，再按TCP／IP協(xié)議組成網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀，實(shí)現(xiàn)基于網(wǎng)絡(luò)、Windows服務(wù)和串口的投影機(jī)遠(yuǎn)程控制。
2．2 投影機(jī)遠(yuǎn)程冷啟動(dòng)開機(jī)和延時(shí)關(guān)機(jī)
在沒有網(wǎng)絡(luò)中控的情況下，如果要實(shí)現(xiàn)投影機(jī)的遠(yuǎn)程冷啟動(dòng)開機(jī)和延時(shí)關(guān)機(jī)控制。首先要實(shí)現(xiàn)對(duì)投影機(jī)所連接的計(jì)算機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程冷啟動(dòng)開機(jī)(喚醒功能)，并能通過(guò)計(jì)算機(jī)的串口資源控制投影機(jī)的冷啟動(dòng)開機(jī)和延時(shí)關(guān)機(jī)。計(jì)算機(jī)的硬件如主板、網(wǎng)卡等都要符合網(wǎng)絡(luò)開機(jī)喚醒功能設(shè)置；計(jì)算機(jī)的軟件采用開機(jī)后即可自動(dòng)運(yùn)行的Windows服務(wù)，以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)與串口的數(shù)據(jù)協(xié)議轉(zhuǎn)換。
在主控客戶端確定需要喚醒遠(yuǎn)程投影機(jī)所連接計(jì)算機(jī)時(shí)，客戶端通過(guò)Socket廣播發(fā)送相應(yīng)含有網(wǎng)絡(luò)喚醒數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù)包給網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算機(jī)。當(dāng)需要喚醒的計(jì)算機(jī)控制芯片發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)包內(nèi)包含本網(wǎng)卡的媒體訪問(wèn)控制(Media Access Control，MAC)地址信息的網(wǎng)絡(luò)喚醒數(shù)據(jù)幀后，就立刻通過(guò)網(wǎng)絡(luò)喚醒(Wake on Lan，WoL)連接線向計(jì)算機(jī)發(fā)出開機(jī)信號(hào)，通知主板開機(jī)。在網(wǎng)絡(luò)中，當(dāng)計(jì)算機(jī)處于關(guān)機(jī)狀態(tài)時(shí)，IP地址和計(jì)算機(jī)名字都不能識(shí)別機(jī)器的身份，惟一能識(shí)別其身份的只有它所帶網(wǎng)卡的物理地址，即MAC地址。每塊網(wǎng)卡的地址是惟一的，也就是說(shuō)網(wǎng)卡的MAc地址可以用來(lái)惟一地標(biāo)識(shí)網(wǎng)絡(luò)上的某臺(tái)計(jì)算機(jī)。
網(wǎng)絡(luò)喚醒數(shù)據(jù)幀的格式為連續(xù)6 B的FF和連續(xù)重復(fù)16次的MAC地址。若要喚醒電腦網(wǎng)卡的MAC地址00-DF-IE-32-E7-CD，則其對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)喚醒數(shù)據(jù)幀如圖4所示。

對(duì)于實(shí)現(xiàn)投影機(jī)的遠(yuǎn)程關(guān)機(jī)，客戶端只需被控計(jì)算機(jī)的管理員賬號(hào)和密碼，就能控制或者進(jìn)入被控計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)。其實(shí)現(xiàn)原理是視窗管理規(guī)范 (WindowsManagement Instrumentation，WMI)。通過(guò)WMI為客戶端用戶提供通用訪問(wèn)管理信息，設(shè)置客戶端在其本地計(jì)算機(jī)讀?。瘜懭耄瘓?zhí)行的權(quán)限，也包括關(guān)機(jī)設(shè)置。當(dāng)客戶端發(fā)出遠(yuǎn)程關(guān)機(jī)命令時(shí)，被控計(jì)算機(jī)通過(guò)WMI確認(rèn)客戶端用戶使用權(quán)限，使用上面所述的Windows服務(wù)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀到串口數(shù)據(jù)幀的協(xié)議轉(zhuǎn)換，并通過(guò)計(jì)算機(jī)串口向投影機(jī)發(fā)送延時(shí)關(guān)機(jī)信號(hào)。投影機(jī)延時(shí)關(guān)機(jī)完成后，根據(jù)客戶端的要求，被控計(jì)算機(jī)也可隨即關(guān)閉Windows服務(wù)，并自動(dòng)關(guān)機(jī)，最后整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)入遠(yuǎn)程冷啟動(dòng)開機(jī)的功能。

3 結(jié) 語(yǔ)
利用基于網(wǎng)絡(luò)、Windows服務(wù)和串口的數(shù)據(jù)通信技術(shù)，通過(guò)計(jì)算機(jī)作為中介，實(shí)現(xiàn)了對(duì)投影機(jī)遠(yuǎn)程冷啟動(dòng)開機(jī)和延時(shí)關(guān)機(jī)；并使用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)套接字 Socket和SeriallPort串口控件，完成了在無(wú)網(wǎng)絡(luò)中控硬件支持的情況下，利用本地計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)資源和串口資源，以及投影機(jī)本身信號(hào)源切換資源，實(shí)現(xiàn)對(duì)投影機(jī)的“零成本”遠(yuǎn)程控制。同時(shí)基于網(wǎng)絡(luò)、Windows服務(wù)和串口的數(shù)據(jù)通信有更多的用途，在只有計(jì)算機(jī)而又要實(shí)現(xiàn)對(duì)被控設(shè)備進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制時(shí)，就要應(yīng)用到這種技術(shù)。