基于無線串口模塊的文件傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)

李緒凱 王文娟

摘要：針對有線串口通信傳輸距離受限的問題，提出了一種基于P900無線串口通信模塊的無線文件傳輸系統(tǒng)。從系統(tǒng)的硬件連接、Visual C++2010環(huán)境下MSComm控件的應(yīng)用及通信協(xié)議的制定三方面對系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行介紹，給出了具體的串口配置、發(fā)送和接收的軟件程序設(shè)計(jì)。經(jīng)試驗(yàn)表明，該系統(tǒng)穩(wěn)定可靠、方便實(shí)用且傳輸距離較遠(yuǎn)，具有較好的推廣作用。

關(guān)鍵詞：無線；串口通信；MSComm控件；文件傳輸

中圖分類號：TP312文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號：1008-1739（2018）07-62-3

Design on Files Transmitting System Based on Wireless Serial Port Module

LI Xukai1，WANG Wenjuan2

（1.The 54th Research Institute of CETC， Shijiazhuang Hebei 050081， China； 2. Shijiazhuang Campus， Army Engineering University， Shijiazhuang Hebei 050003， China）

0引言

串口通信是一種較為簡單的計(jì)算機(jī)通信方式，將2臺計(jì)算機(jī)的串口進(jìn)行三線連接，僅使用接收數(shù)據(jù)引腳2（RXD）、發(fā)送數(shù)據(jù)引腳3（TXD）和信號地線引腳5（SG）就可完成硬件搭建[1-2]，但是這種有線傳輸方式的傳輸距離受到串口線長度的限制。采用無線串口通信模塊作為無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠布A(chǔ)，從根本上克服了有線傳輸?shù)牟蛔愫蛡鬏攬龅氐南拗?，使用方便靈活[3]。

利用可視化程序設(shè)計(jì)工具Visual C++ 2010，通過權(quán)衡3種串口通信方法的優(yōu)缺點(diǎn)，最終確定以MSComm控件進(jìn)行串口通信的底層操作，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行軟件的設(shè)計(jì)與編程實(shí)現(xiàn)。在數(shù)據(jù)收發(fā)基礎(chǔ)上，通過制定簡單的通信協(xié)議，完成了文件的無線串口傳輸。

1基本設(shè)計(jì)

1.1硬件連接

硬件模塊采用成都某公司生產(chǎn)的P900無線串口通信模塊代替?zhèn)鹘y(tǒng)的RS232串口，實(shí)現(xiàn)串口數(shù)據(jù)的無線收發(fā)。該模塊工作頻率為908～928MHz，采用的跳頻技術(shù)（Frequency-Hopping Spread Spectrum，F(xiàn)HSS）可實(shí)現(xiàn)可靠的遠(yuǎn)距離無線異步數(shù)據(jù)傳輸，支持點(diǎn)對點(diǎn)、點(diǎn)對多點(diǎn)的通信模式，具有即插即用的優(yōu)點(diǎn)，使用方便。

為簡化設(shè)計(jì)，應(yīng)用2組P900無線串口通信模塊與計(jì)算機(jī)連接，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn)的文件收發(fā)功能，具體硬件連接如圖1所示。發(fā)送數(shù)據(jù)時，按照一定的通信協(xié)議格式，將文件數(shù)據(jù)通過計(jì)算機(jī)的RS232串口發(fā)送到與之相連接的無線串口通信模塊的數(shù)據(jù)口，無線串口通信模塊將數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)后，按照自身的無線通信協(xié)議將數(shù)據(jù)進(jìn)行打包，通過天線發(fā)送出去。同時，如果無線串口通信模塊監(jiān)聽到無線數(shù)據(jù)，首先判斷數(shù)據(jù)是否符合該模塊的無線通信協(xié)議，若判斷為系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)，則將數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，再通過數(shù)據(jù)口發(fā)送至計(jì)算機(jī)的RS232串口，通過計(jì)算機(jī)解析出文件。需要說明的是，通常設(shè)計(jì)該無線串口通信模塊嵌入到計(jì)算機(jī)的內(nèi)部，天線位于計(jì)算機(jī)外部。

1.2軟件介紹

Visual Studio 2010開發(fā)代號為“Rosario”，與Visual Studio 2008相比有了巨大的變化。帶來了增強(qiáng)的用戶界面體驗(yàn)、更有條理的應(yīng)用程序生命周期管理及更多的數(shù)據(jù)庫支持等。特別是在C++開發(fā)方面帶來了革命性的變化，這一變化也是伴隨著C++新標(biāo)準(zhǔn)的公布而產(chǎn)生的。

在Visual C++ 2010下默認(rèn)的工具箱里沒有串口通信控件，要進(jìn)行串口收發(fā)程序的設(shè)計(jì)與開發(fā)，首先要下載和注冊控件，主要有以下2種控件選擇。

①PComm：該軟件包是由第三方廠商MOXA公司提供的串口通信程序模塊。下載pcomm.h和pcomm.lib兩個文件，復(fù)制到項(xiàng)目目錄并引用，將pcomm.dll庫文件拷貝到Windows/System32下，即可進(jìn)行函數(shù)的調(diào)用，實(shí)現(xiàn)方便。但是要實(shí)現(xiàn)收發(fā)數(shù)據(jù)的實(shí)時監(jiān)控，需進(jìn)行多線程的程序開發(fā)，編程復(fù)雜。

②MSComm串口通信控件[4]：如果安裝了VC6.0，就能在/Windows/System32下找到MSComm32.OCX、MSComm32.SRG和MSComm32.DEP三個文件。如果沒有安裝VC6.0，可以去CSDN網(wǎng)站下載，并按照說明完成控件的安裝和注冊。在VS2010環(huán)境下創(chuàng)建基于對話框的MFC應(yīng)用程序后，需要在工具箱選項(xiàng)中的COM組件屬性頁下勾選Microsoft Communications Control項(xiàng)，工具箱中出現(xiàn)黃色電話圖標(biāo)，表明控件添加成功。MSComm串口收到數(shù)據(jù)后觸發(fā)事件，有利于串口數(shù)據(jù)的實(shí)時接收，且編程較簡單。

除下載控件外，實(shí)現(xiàn)串口數(shù)據(jù)傳輸?shù)牧硗庖环N方法是調(diào)用API函數(shù)，但是這種方法需要聲明和調(diào)用多個函數(shù)，編程繁瑣且收發(fā)數(shù)據(jù)功能較弱。對比以上幾種方法，本設(shè)計(jì)采用MSComm串口通信控件。

1.3通信協(xié)議

為了驗(yàn)證硬件系統(tǒng)與軟件設(shè)計(jì)的可靠性，只制定了涉及串口數(shù)據(jù)的發(fā)送格式，一般格式及舉例如表1所示。

在發(fā)送文件時，需要發(fā)送文件名，以便接收端可以得到默認(rèn)的文件名。開始標(biāo)志1表示文件名的起始，結(jié)束標(biāo)志1表示其結(jié)束；開始標(biāo)志2表示文件中數(shù)據(jù)的起始，結(jié)束標(biāo)志2表示其結(jié)束，為了保證遠(yuǎn)距離傳輸時的數(shù)據(jù)可靠性，還應(yīng)對數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，得到校驗(yàn)位。例如發(fā)送的文本文件名為“實(shí)驗(yàn).txt”，文本內(nèi)容為“hello”，則無校驗(yàn)時的串口發(fā)送數(shù)據(jù)將為“sname實(shí)驗(yàn).txtenamesfile hello efile”。接收端收到數(shù)據(jù)后根據(jù)上述格式將文件名與數(shù)據(jù)進(jìn)行恢復(fù)。

2程序設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)

軟件設(shè)計(jì)主要包括串口配置、發(fā)送文件和接收文件。

2.1串口配置

MSComm串口通信控件封裝了串口屬性及基本數(shù)據(jù)傳送的方法。串口配置主要是對串口進(jìn)行初始化，包括設(shè)置串口的工作狀態(tài)、數(shù)據(jù)格式、串口參數(shù)（波特率、有無奇偶校驗(yàn)、停止和數(shù)據(jù)位）及緩沖區(qū)大小等。主要的串口配置程序如下：

nSel = m_comNum.GetCurSel（）；//獲取組合框控件的列表框中選中項(xiàng)的索引

m_ctrlComm.put_CommPort（nSel+1）；//選擇串口號（列表框的索引號是從0開始，則（nSel+1）對應(yīng)的才是實(shí)際串口號）

m_ctrlComm.put_PortOpen（TRUE）；//打開串口

m_ctrlComm.put_RThreshold（2）；//收到2個字節(jié)引發(fā)OnComm事件

m_ctrlComm.put_InputMode（1）；//輸入模式選為二進(jìn)制

m_ctrlComm.put_Settings（_T（"115200，n，8，1"））；//設(shè)置串口參數(shù)

m_ctrlComm.put_RThreshold（1）；//參數(shù)1表示每當(dāng)串口接收緩沖區(qū)中有多于或等于1個字符時將引發(fā)OnComm事件

m_ctrlComm.put_InputLen（1024）；//設(shè)置當(dāng)前接收區(qū)數(shù)據(jù)長度為0

m_ctrlComm.get_Input（）；//先預(yù)讀緩沖區(qū)以清除殘留數(shù)據(jù)

2.2發(fā)送過程

發(fā)送過程包括選擇文件和發(fā)送數(shù)據(jù)2個程序。點(diǎn)擊打開文件按鈕，選擇需要發(fā)送的文件，對應(yīng)的消息響應(yīng)函數(shù)為：

CFileDialog fileDlg（true）；//創(chuàng)建CFileDialog類的對象，設(shè)置為創(chuàng)建打開文件對話框

fileDlg.m_ofn.lpstrFilter=LPCTSTR（_T（"TextFiles（*.txt）＼0*.txt＼0All File（*.*）＼0*.*＼0＼0"））；//設(shè)置過濾器

fileDlg.m_ofn.lpstrTitle=LPCTSTR（_T（"打開文件"））；//定義對話框的標(biāo)題

if（fileDlg.DoModal（）==IDOK）//若點(diǎn)擊對話框的確認(rèn)按鈕

{

m_sendfilePath=fileDlg.GetPathName（）；//保存所選文件的路徑

}

點(diǎn)擊發(fā)送文件按鈕，在串口打開的情況下，按照只讀方式打開文件后，從文件中讀取數(shù)據(jù)。將文件名及所讀取的數(shù)據(jù)按照通信協(xié)議的格式進(jìn)行打包，通過串口發(fā)送出去。在發(fā)送過程中，設(shè)置進(jìn)度條用以顯示發(fā)送進(jìn)度。應(yīng)用的主要函數(shù)如下：

CFile file；//建立文件類對象file

file.Open（m_sendfilePath，CFile：：modeRead）；//以只讀方式打開文件

file.Read（pBuf，fileLen）；按照文件內(nèi)容大小fileLen將數(shù)據(jù)讀取到緩沖區(qū)pBuf中

2.3接收過程

進(jìn)行串口配置時，規(guī)定當(dāng)串口接收緩沖區(qū)中有多于或等于1個字符時將引發(fā)OnComm事件，對應(yīng)的接收程序流程如圖2所示。

正確讀取文件名及文件內(nèi)容后，按照所選路徑創(chuàng)建新的文件，默認(rèn)文件名為收到的文件名，也可修改。將文件內(nèi)容寫入文件，完成文件保存。在接收過程中，設(shè)置進(jìn)度條用以顯示接收進(jìn)度。應(yīng)用的主要函數(shù)如下：

CFilesavefile（m_savefilePath，CFile：：modeCreate|CFile：： modeWrite）； //在所選路徑下調(diào)用構(gòu)造函數(shù)創(chuàng)建一個新文件，打開文件并寫入數(shù)據(jù)

savefile.Write（result，strlen（result））；//將恢復(fù)出的文件內(nèi)容寫入文件，strlen（）表示計(jì)算內(nèi)容大小

savefile.Close（）；//關(guān)閉文件

2.4文件夾和文件顯示

若接收文件的文件名不為空，則表示已經(jīng)收到文件。點(diǎn)擊“打開所在文件”按鈕，顯示保存接收文件所在的文件夾。點(diǎn)擊“打開文件”按鈕，顯示接收文件。應(yīng)用的主要函數(shù)如下：

ShellExecute（NULL，"open"，m_revfolderPath， NULL，NULL， SW_SHOWNORMAL）；//打開文件夾，m_revfolderPath表示接收文件所在文件夾路徑

ShellExecute （NULL，"open"，m_savefilePath， NULL， NULL， SW_SHOWNORMAL）；//打開文件，m_savefilePath表示文件路徑

2.5界面設(shè)計(jì)與操作流程

2.5.1界面設(shè)計(jì)

程序界面包括串口設(shè)置、發(fā)送文件和接收文件，如圖3所示。在進(jìn)行初始化時，向串口號下拉框中添加數(shù)據(jù)COM1～COM9，波特率下拉框中添加數(shù)據(jù)9 600～115 200；發(fā)送文件部分用只讀編輯框顯示發(fā)送文件路徑，進(jìn)度條顯示發(fā)送進(jìn)度；接收文件部分用只讀編輯框顯示接收文件路徑，進(jìn)度條顯示接收進(jìn)度。

2.5.2操作流程

①通信雙方在通信前應(yīng)設(shè)置相同的串口波特率，P900無線串口通信模塊的空中信息傳輸速率為115 200 bps，因此設(shè)置串口波特率都為此值，串口號依據(jù)各自通信模塊占用的端口號為準(zhǔn)，該號可在設(shè)備管理器的端口選項(xiàng)中進(jìn)行查詢。點(diǎn)擊“打開串口”按鈕，串口被打開，串口號和波特率2個組合框變?yōu)橹蛔x，按鈕上的文本顯示為“關(guān)閉串口”，若再點(diǎn)擊該按鈕，則串口關(guān)閉，串口號和波特率2個組合框變?yōu)榭删庉嫞粹o上的文本顯示為“打開串口”。

②點(diǎn)擊“打開文件”按鈕，選擇要發(fā)送的文件，彈出發(fā)送文件對話框，點(diǎn)擊確定，則打開文件，文件名顯示框中顯示將要發(fā)送文件的路徑。點(diǎn)擊“發(fā)送文件”按鈕，若串口處于關(guān)閉狀態(tài)，則彈出警告窗口，若串口處于打開狀態(tài)，則發(fā)送該文件，進(jìn)度條顯示發(fā)送進(jìn)度，當(dāng)發(fā)送完成時，彈出發(fā)送完成提示。

③接收端接收到文件后，彈出是否接收的提示窗口，若取消，則不接收；若同意，則表示接收文件，彈出保存文件對話框，點(diǎn)擊保存，則保存該文件。進(jìn)度條顯示接收進(jìn)度，接收完成后，彈出文件已保存提示。

④點(diǎn)擊“打開所在文件夾”按鈕，彈出文件所在文件夾；點(diǎn)擊“打開文件”按鈕，顯示文件。

3結(jié)束語

利用配置P900無線串口通信模塊的計(jì)算機(jī)作為無線串口數(shù)據(jù)收發(fā)終端，避免了有線連接的局限性。在Visual C++2010環(huán)境下，進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)與編程，用MSComm串口通信控件解決該版本難以直接進(jìn)行串口通信的問題。通信協(xié)議靈活且簡單易懂。試驗(yàn)結(jié)果表明，該設(shè)計(jì)采用可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定可靠的遠(yuǎn)距離文件傳輸，取得了良好的應(yīng)用效果。

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