分布式測控系統(tǒng)中PC與單片機

1 遠程通信方案　　

由PC機和單片機組成的分布式測控系統(tǒng)已 在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。其中，單片機作為從機，負責現(xiàn)場控制和實時數(shù)據(jù)的采集，PC機作為主機，負責對各從機發(fā)來的數(shù)據(jù)進行分析、處理，并向各從 機發(fā)布命令，以實現(xiàn)對工業(yè)現(xiàn)場的集中監(jiān)控與管理，由于主從機需不斷進行信息交流，通信成為分布式測控系統(tǒng)重要而基本的功能。
采用RS485等通信技術(shù)可實現(xiàn)近距離通信（＜1km），而在許多場合，各計算機之間距離較遠（幾公里甚至幾十公里），這時就應(yīng)采用遠程通信技術(shù)。基于modem和公用電話網(wǎng)的遠程通信技術(shù)則是一種實施方便、成本低廉的方案。

采用電話網(wǎng)通信的分布式測控系統(tǒng)如圖1—1所示，PC機及各單片機均通過Modem聯(lián)入電話網(wǎng)，PC機可通過Modem撥號與選中的單片機建立通信鏈路，以進行數(shù)據(jù)傳輸，傳輸結(jié)束后可掛機拆除通信鏈路。

為了順利實現(xiàn)通信，在通信程序設(shè)計中應(yīng)注意兩個問題：一是對Modem進行正確操作，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路的建立或

拆除等功能。二是在數(shù)據(jù)傳輸過程中，收發(fā)雙方應(yīng)遵循共同的通信協(xié)議，以保證數(shù)據(jù)的可靠傳送，本文將對這兩點作詳細討論。

2 Modem操作編程　

有關(guān)單片機具體控制Moedm的方法及接口已有許多文獻進行了討論[4]，本文著重介紹VB環(huán)境下PC機操作Modem的編程方法。

標準的賀式命令集定義了一些基本功能集(表2—1)，利用這些功能可以操作Modem以實現(xiàn)Modem的初始化、撥號、掛機等功能。

VB以其功能豐富，簡單易用等特點成為開發(fā)PC機監(jiān)控軟件的首選工具，VB提供了一個具有串行通信功能的MSCOMM控件，使得通信程序的開發(fā)方便、快捷。

　　利用MSCOMM控件，我們可以向Modem傳送AT命令對Modem進行操作，下面是一段用VB編寫的撥號程序代碼：

數(shù)據(jù)傳輸完畢后，可向Modem發(fā)出掛機命令以釋放通信鏈路　　

　 CommCtrl．Output＝“ATH”＋chr $(13)’發(fā)送掛機命令　　

　 CommCtrl．PortOpen＝False　’關(guān)閉端口

3 數(shù)據(jù)傳輸及通信協(xié)議　　

撥號接通線路后，就可以進行數(shù)據(jù)傳輸了，采用異步通信不可避免地會出現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸錯誤，為了保證數(shù)據(jù)可靠傳輸，通信的雙方應(yīng)遵循一定的協(xié)議，我們根據(jù)微機通信中廣泛采用的Xmodem協(xié)議，制定主機與從機通信協(xié)議如下：

　　傳輸?shù)臄?shù)據(jù)被分割成128字節(jié)的數(shù)據(jù)塊，每個數(shù)據(jù)塊前有起始符SOH，塊編號，數(shù)據(jù)塊后附有檢驗和。

傳輸過程由PC機每隔10秒發(fā)一個“NAK”字符來啟動，當單片機檢測到一個NAK后，會發(fā)出第一個數(shù)據(jù)包，PC機檢查數(shù)據(jù)包，將128字節(jié)相加，計算出 檢驗和，并與發(fā)來的檢驗和相比較，相同則發(fā)送ACK字符，對本次接收的數(shù)據(jù)塊進行確認，否則，發(fā)送NAK字符，通知對方重發(fā)數(shù)據(jù)塊，當數(shù)據(jù)傳送完畢后，單 片機發(fā)出“EOT”字符，通知PC機結(jié)束數(shù)據(jù)傳輸。

　　在通信過程中，發(fā)送方重發(fā)數(shù)據(jù)的次數(shù)限制為6次，超過6次則掛機，而接收方也應(yīng)設(shè)置超時機制，如果一個數(shù)據(jù)包在規(guī)定的時間內(nèi)沒有傳遞完成，則意味著出現(xiàn)了異常情況，這時應(yīng)掛機停止通信，以防止進入無限期等待的死鎖狀態(tài)。

　　PC機（接收方）與單片機（發(fā)送方）通信程序流程見圖3—1、圖3—2。

4　結(jié)束語　　

本文介紹的通信方法已在實驗中得到驗證，它不僅可保證數(shù)據(jù)的可靠傳輸，并且實現(xiàn)簡單方便，對于工控領(lǐng)域中計算機間的遠程 通信設(shè)計具有一定的參考價值。