计算机监控接口技术研究

图1 典型的计算机监控系统硬件结构

4 串行接口和网口之间的软件转换

无论是串行通讯还是网络通讯，都不能保证其数据传输平稳流畅，即数据有间断性。应该根据具体的情况，将一定时间内的不连续的数据合并成一个完整的数据包，进行校验分析。将属于一个数据包的不连续的数据分开，或将不属于一个数据包的数据合并处理都是错误的，这是由于软件处理不当所造成的严重的通讯故障。实际的数据流示例如图2所示。受控机的软件一般采用低级语言编写，这可以通过设置循环次数来收集数据，如果在设置的最大的时间片内没有新的数据到达，则当前数据为一个数据包，作为整体进行处理。在主控机端则可以简单地通过定时器来实现。对于串行通讯，等待的时间片由字节数来计算，并考虑波特率和具体的串口类型。

图2 实际数据流

带有RS232和RS485的受控机(CPU模块)，其工作原理就是收集具有RS485接口的执行器和传感器中的数据，通过软件转换成主控机的RS232可以接受的数据格式；或接受主控机命令，发送至执行器。由于RS485只能单向传输，通过RS485发送完数据后，必须立即转换为接收状态，以处理响应的数据。其软件设计必须处理好图1的实际问题，这是通讯的关键。典型的和比较通用的数据发送和接收程序可参考文献[2]。

由于计算机一般配备网口(RJ45)和串口(RS232)，所以，用软件来实现网口和串口之间的数据转换，是一个安全、可靠和方便的手段，避免了硬件串行网关的设备故障的可能性。可以通过Visual Basic语言，采用串行通讯控件MsComm32.OCX和网络通讯控件WinSock.OCX[3][4]来实现，两个控件的收发数据的变量类型都应设置为变体Variant，因为在数据包中存在“00”字节是常有的事，如果设置为字符串String，“00”字节后面的数据将被截去。MsComm控件是通过Input和Output属性来收发数据的，应将接收阈值设为1，即一有数据，立即响应，当发生数据到达事件comEvReceive时，通过Input属性直接读取数据，然后通过Winsock的SendData立即转发(见图3-1所示)。对于WinSock控件，当发生DataArrival事件时，用GetData函数读取，然后通过MsComm控件的Output属性立即转发(见图3-2所示)。

串口的通讯属性必须与对等设备的通讯属性一致。至于网口，可以有两种方式与对等设备建立连接，如果对等设备以服务器方式工作，则以客户机方式(Winsock.Connect)建立连接(预先设置服务器的IP地址和端口号)；如果对等设备以客户机方式工作，则以服务器方式(Winsock.Listen)侦听，等待客户机的连接请求并作出相应的处理。

5 远程测试模型及分析

对计算机监控系统进行测试的最理想的地理位置，一般是现场，因为只有在现场，才能观察各种复杂的因素。有的监控模块可以通过撤换法进行查错，然而，大型设备，如大型柴油发电机组，难以搬迁，也无法替换。如何采用一种简洁高效的方式，对现场监控系统和设备进行检测？文献[5]介绍了一个“智能设备的通用测试”软件，通过串口进行测试，只能在近距离或现场进行。借助上文的串口和网口的转换软件，可以实现远距离现场测试。远程测试模型如图4所示，服务器和客户机都是普通的PC机，均运行RS232/RJ45转换软件。

图4 远程测试模型

工程师以服务器方式设置RS232/RJ45转换软件，将此信息及服务器的IP地址与侦听端口以电子的方式通知用户，用户根据工程师的指示，将RS232/RJ45转换软件设置成客户机方式，并向服务器发送连接请求，如此建立连接，同时，用户连接好客户机与被测对象之间的通讯电缆，接通电源，将客户机的串口参数与被测对象的串口参数设为一致。服务器上运行两个独立的软件，另一个为“智能设备的通用测试”[5]软件，两个软件之间没有共享的数据区，只通过接口发生关系：转换软件将网口接收的数据发往串口COM1，测试软件在串口COM2接收到数据后进行分析处理，并通过COM2发送命令至COM1；转换软件又从COM1接收数据，通过网口将命令转发到客户机，从而抵达被测对象。

对于测试结果，如果属于软故障，即非设备故障，工程师可以通过电子协作指示用户对系统加以调整或维护；如果是硬故障，即设备故障，工程师可以根据具体情况，有准备地去现场解决问题，节省人力物力。

6 结束语

计算机监控系统广泛应用于众多领域，接口的可靠性则关系到系统的生命。本文充分研究了各种常用接口的硬件性能和相关的软件特性，以及接口之间的硬件转换和软件转换，最后设计了一个远程测试模型，并在局域网上通过了测试，取得了良好的效果。通过因特网进行远程测试，可以节省大量的人力物力，不失为一种高效的测试手段。

参考文献
[1] 大漠电子?http://www.demo.com.cn/，2003
[2] 马玉春，赵跃华?高山无人站监控系统设计与开发?电脑开发与应用[J]?13(9):35, 2000
[3] 汪晓平，钟军等?Visual Basic网络高级编程[M]，北京：人民邮电出版社，2001
[4] MSDN Library Archive?http://msdn.microsoft.com/archive/，2003
[5] 王建明，马玉春?智能设备的通用测试?工业控制计算机[J]?15(12):10, 2002(end)