全國計算機等級考試機房準備工作探討

羅新

摘要：該文依據(jù)國家廣播電影電視總局501電臺已經(jīng)建設(shè)的機房運行監(jiān)控系統(tǒng)、發(fā)射機自動控制系統(tǒng)、天線交換自動控制系統(tǒng)為基礎(chǔ)，扼要介紹串口通信技術(shù)在廣播發(fā)射臺自動控制系統(tǒng)中的應(yīng)用；并通過具體的實例詳細介紹VC++6.0 實現(xiàn)串口通信的編程方法。

關(guān)鍵詞：廣播發(fā)射臺自動控制系統(tǒng)；串口通信

中圖分類號：TP31 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2014）11-2668-04

Abstract： Based on the Monitoring System of Broadcast transmitting room， the Automatic Control System of Broadcasting Transmitter， and the Automatic Switching System of Antenna， which were established by “The 501 radio station of SARFT”，it introduces the application of broadcast transmitting station in Automatic Control System briefly. Through specific examples， it focuses on introducing that the VC++6.0 programming method of serial communication.

Key words： The automatic control system of broadcast transmitting station； serial communication

廣播發(fā)射臺自動控制系統(tǒng)大致包括機房運行監(jiān)控系統(tǒng)、節(jié)目交換自動控制系統(tǒng)、天線交換自動控制系統(tǒng)、發(fā)射機自動控制系統(tǒng)、電力自動化系統(tǒng)和自臺質(zhì)量保證系統(tǒng)。以501臺為例，在殊多的自動控制系統(tǒng)中，計算機與底層控制之間常常采用RS-232、RS-485串口通信協(xié)議，通過電纜線、串口卡和串口服務(wù)器三種方式建立數(shù)據(jù)通信。

1 應(yīng)用介紹

1.1 天線交換自動控制系統(tǒng)中串口通信技術(shù)的應(yīng)用介紹

天線交換自動控制系統(tǒng)采用可編程序控制器（簡稱PLC）與計算機通信技術(shù)實現(xiàn)對天線交換開關(guān)切換操作的定時控制。該系統(tǒng)由上位機、下位機及執(zhí)行機構(gòu)三部分組成。上位機采用工業(yè)級計算機，通過網(wǎng)絡(luò)接收上一級系統(tǒng)下發(fā)的運行時間表，并根據(jù)運行時間表，下發(fā)切換指令給下位機。下位機一般采用AB或OMRON的PLC組成，負責接收上位機下發(fā)的切換指令，并通過PLC輸出模塊向天線交換開關(guān)的控制電路發(fā)出控制信號，同時返回天線交換開關(guān)狀態(tài)信號。

串口采用三線制接法，即接受數(shù)據(jù)（RXD）、發(fā)出數(shù)據(jù)（TXD）和信號地線（SG）三腳相連，通過電纜線直接連接RS- 232或RS- 485標準端口。RS- 232與 RS-485兩種接口的區(qū)別在于：RS-232采取不平衡傳輸方式單端通信，最大傳送距離約為15米；RS-485接口采用平衡驅(qū)動器和差分接收器組合，最大傳送距離可達1219米?？紤]到廣播發(fā)射臺強射頻干擾的情況，當上位機與PLC之間連接距離在5米以內(nèi)時，可采用RS- 232接口；距離在5米～15米之間，采用 RS-485接口；超過15米，建議采用光纖通過光模塊實現(xiàn)通信連接。

1.2 機房運行監(jiān)控系統(tǒng)中串口通信技術(shù)的應(yīng)用介紹

發(fā)射機房運行監(jiān)控系統(tǒng)是廣播發(fā)射臺信息化平臺的重要組成部分，包括：調(diào)度管理、運行監(jiān)測、數(shù)據(jù)處理、指標測試等功能。發(fā)射機房運行監(jiān)控系統(tǒng)接收上一級系統(tǒng)下發(fā)的運行圖，并解析成帶周期的運行時間表下發(fā)給發(fā)射機自動控制系統(tǒng)和天線交換自動控制系統(tǒng)；同時，發(fā)射機房運行監(jiān)控系統(tǒng)接收發(fā)射機自動控制系統(tǒng)及天線交換自動控制系統(tǒng)上傳的運行數(shù)據(jù)及狀態(tài)數(shù)據(jù)。

以501臺一個短波機房為例，該機房運行監(jiān)控系統(tǒng)需要同時與六部發(fā)射機自動控制系統(tǒng)的串口板連接，來完成系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)交換。在過去的自動化系統(tǒng)中，對于多串口通信采用串口卡來實現(xiàn)連接；隨著串口服務(wù)器技術(shù)的發(fā)展和串口服務(wù)器在廣播行業(yè)中的普及，串口卡已逐步被淘汰。如下圖所示，根據(jù)實際需求，機房選用了MOXA Nport5610串口服務(wù)器，采用虛擬串口通信模式來實現(xiàn)一對6的串口數(shù)據(jù)通信。

Nport5610串口服務(wù)器是把串口轉(zhuǎn)換成TCP/IP網(wǎng)絡(luò)接口，實現(xiàn)發(fā)射機自動控制系統(tǒng)串口板與計算機TCP/IP網(wǎng)絡(luò)接口數(shù)據(jù)的雙向透明傳輸；可以將其理解為串口鏈路與以太網(wǎng)之間通信數(shù)據(jù)的存儲控制，它把來自發(fā)射機自動控制系統(tǒng)串口板的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換成以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀，轉(zhuǎn)發(fā)給機房運行監(jiān)控系統(tǒng)；對機房運行監(jiān)控系統(tǒng)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀進行判斷、處理，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成為串行數(shù)據(jù)流，發(fā)送到發(fā)射機自動控制系統(tǒng)串口板。

Nport5610集成了ARP、IP、ICMP、TCP、UDP 、DHCP、SOCKET等網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，支持網(wǎng)關(guān)和代理服務(wù)器，通過IE瀏覽器來完成參數(shù)的配置。Nport5610串口服務(wù)器有三種工作模式，分別為：

1）虛擬串口通信模式（Tcp realport）：當串口服務(wù)器工作在該模式時，一臺計算機與一個或多個轉(zhuǎn)換器建立連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向透明傳輸，即在計算機虛擬串口軟件的支持下，實現(xiàn)一個虛擬串口對應(yīng)多個轉(zhuǎn)換器。

2）網(wǎng)絡(luò)通信模式（Tcp/Udp socket）：當串口服務(wù)器工作在該模式時，轉(zhuǎn)換器設(shè)置選擇支持SOCKET 協(xié)議，便可編寫基于SOCKET 協(xié)議的計算機應(yīng)用通信程序。

3）點對點通信模式（PPP）：當串口服務(wù)器工作在該模式時，轉(zhuǎn)換器成對使用，即一個服務(wù)器端對應(yīng)一個客戶端；服務(wù)器/客戶建立連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)雙向透明傳輸。這種工作模式常用于兩個串口設(shè)備之間的總線連接轉(zhuǎn)換為TCP/IP網(wǎng)絡(luò)連接的情況。endprint

1.3 VC++6.0 實現(xiàn)串口通信的編程方法

串口通信程序的開發(fā)環(huán)境很多，如VB、VC和Delphi等；在本文中，重點介紹VC++6.0開發(fā)串口通信的二種常用方編程方法：（1）采用Microsoft公司提供的MSComm控件實現(xiàn)串口通信。這種方法編程方法相對簡單，容易實現(xiàn)，但編程的靈活性稍差。（2）直接調(diào)用Windows 32 API函數(shù)。這種方法編程方法靈活性強，但原理復(fù)雜，要求編程人員對串口的硬件工作原理要有深入的了解。

串行通信程序的工作流程大致可分為四個步驟：（1）串口初始化：打開串口，完成串口通信參數(shù)的設(shè)置，創(chuàng)建通信事件、讀寫事件和等待串口接收中斷等操作。（2）串口的數(shù)據(jù)讀?。寒斨付〝?shù)量的字符串達到串口輸入緩沖區(qū)時觸發(fā)EV_ RXCHAR 消息事件，響應(yīng)函數(shù)接收到消息后讀取輸入緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)。（3）串口的數(shù)據(jù)發(fā)送：數(shù)據(jù)發(fā)送函數(shù)負責把要發(fā)送的字符串寫入輸出緩沖區(qū)。（4）關(guān)閉串口：串口緩沖區(qū)清零，關(guān)團串口。

1.3.1 應(yīng)用MSComm控件實現(xiàn)串口通信的編程方法

在VC++6.0中調(diào)用MSComm控件實現(xiàn)串口通信有兩種方法，第一種是綁定一個計時器，定時到MSComm控件緩沖區(qū)讀取數(shù)據(jù)或發(fā)送數(shù)據(jù)；第二種方法是采用事件驅(qū)動方法來處理串口數(shù)據(jù)的交互。第一種方法簡單，適用于單串口通信的情況；但要注意計時器的設(shè)置值應(yīng)比數(shù)據(jù)發(fā)送、讀取時間略長。第二種方法靈活，效率高，適用于多串口通信。本章節(jié)重點介紹事件驅(qū)動數(shù)據(jù)交互法。

事件驅(qū)動數(shù)據(jù)交互法就是利用MSComm控件的OnComm 事件和 CommEvent 屬性捕捉并檢查通信事件和錯誤的值。發(fā)生通信事件或錯誤時，自動觸發(fā) OnComm 事件，CommEvent 屬性的值將被改變，應(yīng)用程序通過檢查 CommEvent 屬性值并做出相應(yīng)的反應(yīng)。以501臺上述機房運行監(jiān)控系統(tǒng)與一部發(fā)射機自動控制系統(tǒng)串口通信為例1.3.2 調(diào)用Windows 32 API函數(shù)自定義串行通信類的編程方法

以下是筆者調(diào)用Windows 32 API函數(shù)，自定義串行通信類的實例。該例子通過調(diào)用Win32 的API 函數(shù)，在VC++類中封裝了一個名為CCommPort的串行通信類，再利用MFC 編寫串口通信應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)串口數(shù)據(jù)通信。具體步驟如下：

1）首先定義名為CCommPort 的串行通信類2 結(jié)束語

隨著串口通信技術(shù)在廣播發(fā)射臺自動控制系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用，解決了廣播設(shè)備集中管理、分散控制的問題，跟上網(wǎng)絡(luò)自動化、信息化的潮流，建立競爭優(yōu)勢。“讓全部設(shè)備連接網(wǎng)絡(luò)”、建設(shè)“無人值班、有人留守”的中短波廣播發(fā)射臺新運維模式成為現(xiàn)實。為提高發(fā)射臺維護管理質(zhì)量和整體的工作效率做出了貢獻，為安全播出工作提供了技術(shù)保障。

參考文獻：

[1] 李景峰，潘恒，楊麗娜.Visual C++串口通信技術(shù)詳解[M].2版.北京：機械工業(yè)出版社，2013.endprint

1.3 VC++6.0 實現(xiàn)串口通信的編程方法

串口通信程序的開發(fā)環(huán)境很多，如VB、VC和Delphi等；在本文中，重點介紹VC++6.0開發(fā)串口通信的二種常用方編程方法：（1）采用Microsoft公司提供的MSComm控件實現(xiàn)串口通信。這種方法編程方法相對簡單，容易實現(xiàn)，但編程的靈活性稍差。（2）直接調(diào)用Windows 32 API函數(shù)。這種方法編程方法靈活性強，但原理復(fù)雜，要求編程人員對串口的硬件工作原理要有深入的了解。

串行通信程序的工作流程大致可分為四個步驟：（1）串口初始化：打開串口，完成串口通信參數(shù)的設(shè)置，創(chuàng)建通信事件、讀寫事件和等待串口接收中斷等操作。（2）串口的數(shù)據(jù)讀取：當指定數(shù)量的字符串達到串口輸入緩沖區(qū)時觸發(fā)EV_ RXCHAR 消息事件，響應(yīng)函數(shù)接收到消息后讀取輸入緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)。（3）串口的數(shù)據(jù)發(fā)送：數(shù)據(jù)發(fā)送函數(shù)負責把要發(fā)送的字符串寫入輸出緩沖區(qū)。（4）關(guān)閉串口：串口緩沖區(qū)清零，關(guān)團串口。

1.3.1 應(yīng)用MSComm控件實現(xiàn)串口通信的編程方法

在VC++6.0中調(diào)用MSComm控件實現(xiàn)串口通信有兩種方法，第一種是綁定一個計時器，定時到MSComm控件緩沖區(qū)讀取數(shù)據(jù)或發(fā)送數(shù)據(jù)；第二種方法是采用事件驅(qū)動方法來處理串口數(shù)據(jù)的交互。第一種方法簡單，適用于單串口通信的情況；但要注意計時器的設(shè)置值應(yīng)比數(shù)據(jù)發(fā)送、讀取時間略長。第二種方法靈活，效率高，適用于多串口通信。本章節(jié)重點介紹事件驅(qū)動數(shù)據(jù)交互法。

事件驅(qū)動數(shù)據(jù)交互法就是利用MSComm控件的OnComm 事件和 CommEvent 屬性捕捉并檢查通信事件和錯誤的值。發(fā)生通信事件或錯誤時，自動觸發(fā) OnComm 事件，CommEvent 屬性的值將被改變，應(yīng)用程序通過檢查 CommEvent 屬性值并做出相應(yīng)的反應(yīng)。以501臺上述機房運行監(jiān)控系統(tǒng)與一部發(fā)射機自動控制系統(tǒng)串口通信為例1.3.2 調(diào)用Windows 32 API函數(shù)自定義串行通信類的編程方法

以下是筆者調(diào)用Windows 32 API函數(shù)，自定義串行通信類的實例。該例子通過調(diào)用Win32 的API 函數(shù)，在VC++類中封裝了一個名為CCommPort的串行通信類，再利用MFC 編寫串口通信應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)串口數(shù)據(jù)通信。具體步驟如下：

1）首先定義名為CCommPort 的串行通信類2 結(jié)束語

隨著串口通信技術(shù)在廣播發(fā)射臺自動控制系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用，解決了廣播設(shè)備集中管理、分散控制的問題，跟上網(wǎng)絡(luò)自動化、信息化的潮流，建立競爭優(yōu)勢?！白屓吭O(shè)備連接網(wǎng)絡(luò)”、建設(shè)“無人值班、有人留守”的中短波廣播發(fā)射臺新運維模式成為現(xiàn)實。為提高發(fā)射臺維護管理質(zhì)量和整體的工作效率做出了貢獻，為安全播出工作提供了技術(shù)保障。

參考文獻：

[1] 李景峰，潘恒，楊麗娜.Visual C++串口通信技術(shù)詳解[M].2版.北京：機械工業(yè)出版社，2013.endprint

1.3 VC++6.0 實現(xiàn)串口通信的編程方法

串口通信程序的開發(fā)環(huán)境很多，如VB、VC和Delphi等；在本文中，重點介紹VC++6.0開發(fā)串口通信的二種常用方編程方法：（1）采用Microsoft公司提供的MSComm控件實現(xiàn)串口通信。這種方法編程方法相對簡單，容易實現(xiàn)，但編程的靈活性稍差。（2）直接調(diào)用Windows 32 API函數(shù)。這種方法編程方法靈活性強，但原理復(fù)雜，要求編程人員對串口的硬件工作原理要有深入的了解。

串行通信程序的工作流程大致可分為四個步驟：（1）串口初始化：打開串口，完成串口通信參數(shù)的設(shè)置，創(chuàng)建通信事件、讀寫事件和等待串口接收中斷等操作。（2）串口的數(shù)據(jù)讀?。寒斨付〝?shù)量的字符串達到串口輸入緩沖區(qū)時觸發(fā)EV_ RXCHAR 消息事件，響應(yīng)函數(shù)接收到消息后讀取輸入緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)。（3）串口的數(shù)據(jù)發(fā)送：數(shù)據(jù)發(fā)送函數(shù)負責把要發(fā)送的字符串寫入輸出緩沖區(qū)。（4）關(guān)閉串口：串口緩沖區(qū)清零，關(guān)團串口。

1.3.1 應(yīng)用MSComm控件實現(xiàn)串口通信的編程方法

在VC++6.0中調(diào)用MSComm控件實現(xiàn)串口通信有兩種方法，第一種是綁定一個計時器，定時到MSComm控件緩沖區(qū)讀取數(shù)據(jù)或發(fā)送數(shù)據(jù)；第二種方法是采用事件驅(qū)動方法來處理串口數(shù)據(jù)的交互。第一種方法簡單，適用于單串口通信的情況；但要注意計時器的設(shè)置值應(yīng)比數(shù)據(jù)發(fā)送、讀取時間略長。第二種方法靈活，效率高，適用于多串口通信。本章節(jié)重點介紹事件驅(qū)動數(shù)據(jù)交互法。

事件驅(qū)動數(shù)據(jù)交互法就是利用MSComm控件的OnComm 事件和 CommEvent 屬性捕捉并檢查通信事件和錯誤的值。發(fā)生通信事件或錯誤時，自動觸發(fā) OnComm 事件，CommEvent 屬性的值將被改變，應(yīng)用程序通過檢查 CommEvent 屬性值并做出相應(yīng)的反應(yīng)。以501臺上述機房運行監(jiān)控系統(tǒng)與一部發(fā)射機自動控制系統(tǒng)串口通信為例1.3.2 調(diào)用Windows 32 API函數(shù)自定義串行通信類的編程方法

以下是筆者調(diào)用Windows 32 API函數(shù)，自定義串行通信類的實例。該例子通過調(diào)用Win32 的API 函數(shù)，在VC++類中封裝了一個名為CCommPort的串行通信類，再利用MFC 編寫串口通信應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)串口數(shù)據(jù)通信。具體步驟如下：

1）首先定義名為CCommPort 的串行通信類2 結(jié)束語

隨著串口通信技術(shù)在廣播發(fā)射臺自動控制系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用，解決了廣播設(shè)備集中管理、分散控制的問題，跟上網(wǎng)絡(luò)自動化、信息化的潮流，建立競爭優(yōu)勢?！白屓吭O(shè)備連接網(wǎng)絡(luò)”、建設(shè)“無人值班、有人留守”的中短波廣播發(fā)射臺新運維模式成為現(xiàn)實。為提高發(fā)射臺維護管理質(zhì)量和整體的工作效率做出了貢獻，為安全播出工作提供了技術(shù)保障。

參考文獻：

[1] 李景峰，潘恒，楊麗娜.Visual C++串口通信技術(shù)詳解[M].2版.北京：機械工業(yè)出版社，2013.endprint