作者： 姜棣昭（中科院空間中心）  
　  
一、 概述

Visual Basic 是Mcrosoft公司推出的強有力的系列開發(fā)軟件之一，而且以其實用、方便、快捷、開發(fā)周期短、廣泛而強大的功能越來越被廣大編程人員所親賴，廣為流傳，似乎有些專業(yè)的編程人員放棄了Visaul C++ 而改用了Visaul Basic之類的RAD編程工具，盡管Visaul C++在靈活性、代碼緊湊、運行速度快及底層開發(fā)等方面Visaul Basic無法比擬的，但編寫C++應(yīng)用程序過長的調(diào)試和開發(fā)周期確實有點不適應(yīng)當(dāng)今的應(yīng)用程序開發(fā)環(huán)境。

在Visaul Basic開發(fā)工具中提供了大量的控件（或稱控制、組件）供編程人員使用，可以方便的利用這些組件中的屬性、方法、語言等以事件驅(qū)動方式開發(fā)應(yīng)用程序，還可以利用WINDOWS SDK中的API中的應(yīng)用程序接口等工具開發(fā)應(yīng)用程序。VB還自帶一個控件開發(fā)軟件包CDK，利用CDK可以開發(fā)自己需要的Controls 。在通訊問題中我們可以使用VB提供的通訊控件或調(diào)用WINDOWS API通訊函數(shù)。

二、 VB串行通訊

利用VB開發(fā)通信程序主要的方法有兩種，一是利用VB本身提供的控件（CONTRALS），另一種方法是利用WINDOWS API應(yīng)用程序接口，WINDOWS API 主要提供了三個動態(tài)連接庫KERNEL.EXE、USER.EXE、GDI.EXE供開發(fā)人員調(diào)用，其中KERNEL.EXE 主要包括一些底層操作函數(shù)，完成一些資源管理、任務(wù)、內(nèi)存等操作，USER.EXE包含了一些與WINDOWS管理有關(guān)的函數(shù)，如通訊、菜單、消息、光標、插入符、計時器以及絕大多數(shù)非顯示函數(shù)，GDI.EXE圖形設(shè)備接口庫，主要內(nèi)容為與設(shè)備輸出有關(guān)的函數(shù)。和串口通訊有關(guān)系的函數(shù)BuilidCommDCB、ClearCommBreak、SetCommBreak、FlushComm、GetCommError、GetCommState、WriteComm、ReadComm、SetCommState、CloseComm等均在 \Windows\system 子目錄下的USER.EXE動態(tài)連接庫中，在VB調(diào)用之前應(yīng)該先在全局變量定義處聲明API通訊函數(shù)、定義常量。

在我們的實踐中，用VB 控件實現(xiàn)通訊的方法比調(diào)用SDK的API動態(tài)連接庫的方法更加方便、快捷，而且用較少的代碼可以實現(xiàn)相同的功能，這就是用VB 控件實現(xiàn)通訊的優(yōu)點所在，下面主要介紹一下利用VB 控件實現(xiàn)無線通訊的問題。

在VB的控件工具箱中，提供了一個使用非常方便的串行通訊控件MSComm，它全面的提供了使用RS-232串行通訊上層開發(fā)的所有細則，它既可以使用查詢方式又可以使用事件驅(qū)動方式來完成串行通訊。

在MSCOMM控件中提供了一系列的編程要素，這些編程要素有屬性、事件和函數(shù)，利用這些要素編程，可以實現(xiàn)幾乎全部的串行通訊功能。在VB中提供了30多個屬性、一個事件和兩個函數(shù)，其中主要的屬性為CommPort、Settings、PortOpen、InBufferSize、OutBufferSize、InBufferCount、OutBufferCount、Break、InputLen、Sthreshold、Rthreshold、RTSEnable、CommEvent、ParityReplace、NullDiscard等。

控件MSComm提供了一個事件OnComm，該事件可以截取串口的任何消息，轉(zhuǎn)入事件處理程序。WINDOWS操作系統(tǒng)的運行機制為事件驅(qū)動，在VB編程中事件驅(qū)動方式同樣是軟件運行的主要方式之一，當(dāng)沒有事件發(fā)生時程序可能處于某一循環(huán)、等待或任務(wù)狀態(tài)當(dāng)事件發(fā)生時，程序轉(zhuǎn)入事件處理程序。每個控件下都有一些事件供程序員使用，MSCOMM控件中OnComm事件是唯一的，OnComm可以撲獲通訊時發(fā)生的串口事件和錯誤信息，當(dāng)有串口事件或錯誤發(fā)生時，VB會立刻觸發(fā)一個OnComm事件，程序就會自動轉(zhuǎn)入OnComm事件處理程序中。CommEvent屬性是OnComm事件的指示器，該屬性在設(shè)計時不能使用，在程序運行時為只讀，CommEvent 屬性存有最近的事件或錯誤的數(shù)值代碼，可以在程序中隨時讀取CommEvent 屬性值來了解通訊的狀況，OnComm事件是和CommEvent屬性密切相關(guān)、一起使用，當(dāng)任何一個OnComm 事件或錯誤發(fā)生時，都會使得CommEvent屬性值改變，在OnComm事件處理過程中，可以通過判斷CommEvent屬性值，對于不同的屬性值轉(zhuǎn)入不同的事件處理過程，一般采用的辦法是SELECT CASE…….END SELECT。由于在無線通訊中沒有使用有線MODEM，CommEvent 屬性涉及到的有線MODEM的屬性數(shù)值代碼和本項目無關(guān)。

三、 無線傳輸接口和協(xié)議

在我們的項目中用Intel 586/120的PC機為上位機，通訊程序使用VB開發(fā)的，用8031單片機做CPU、 AD574作數(shù)據(jù)采集的下位機，上位機作數(shù)據(jù)接收和數(shù)據(jù)處理中心站，下位機實時采集數(shù)據(jù)之后，進行簡單的數(shù)據(jù)平均計算，當(dāng)收到上位機發(fā)來的發(fā)送指令之后，開始向上位機發(fā)送數(shù)據(jù)。

上位機無線通訊接口使用的是一塊插在ISA擴展槽中的無線MODEM ZX-02，無線MODEM與KENWOOD公司的TK-378無線對講機相連，數(shù)字信號通過無線MODEM調(diào)制成為音頻信號之后，送到TK-378無線對講機上的MIC口。

下位機有一臺外置無線MODEM ZX-01，單片機的數(shù)字信號經(jīng)過串口送入無線MODEM，MODEM對信號進行調(diào)制后送入KENWOOD TK-378無線對講機上，接收數(shù)據(jù)的方式與上述相同，由TK-378收到信號后，經(jīng)無線MODEM將音頻信號解調(diào)為數(shù)字信號進入計算機或單片機處理。

由于在我們的通訊網(wǎng)絡(luò)中，并非點對點的通訊，而是一點對多點的廣播式的通訊方式，因此，我們在通訊協(xié)議中曾加站點識別碼，每個站有自己特定的識別碼，給下位機編碼可以保證網(wǎng)絡(luò)通訊的有序性。

由于無線通訊可能會有空間的燥聲干擾，因此，我們采取了多項抗干擾措施，首先是包頭識別碼，在發(fā)送了傳輸命令之后，下位機開始以打包的形式傳輸數(shù)據(jù)，每一包都有一個包頭和包尾識別碼，假如識別碼有誤，這一次的傳輸為不正常數(shù)據(jù)處理。打包發(fā)送另外一個原因是TK-270對講機連續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)的時間不能超過一分鐘，超過一分鐘就會自動中斷發(fā)送，因此，當(dāng)數(shù)據(jù)較多時不打包連續(xù)發(fā)送的時間就會超過一分鐘，發(fā)送數(shù)據(jù)中斷。

在下位機中有32KB的NVRAM，可以保存32KB的數(shù)據(jù)該數(shù)據(jù)可以由上位機發(fā)送清除命令的方法清楚掉，當(dāng)32KB滿了以后，最早放入的數(shù)據(jù)就會丟掉，由于我們的采樣速率不高，在慢采的情況下，兩天的時間才能存滿，這樣不論上位機或下位機出現(xiàn)斷電、死機等問題，數(shù)據(jù)不會丟失掉。

在發(fā)送過程中，由于干擾的原因數(shù)據(jù)傳輸出現(xiàn)錯誤，上位機不給下位機發(fā)送清楚命令，數(shù)據(jù)保存在NVRAM中，下次上位機發(fā)送傳輸命令之后，這些數(shù)據(jù)還會重新發(fā)送到上位機來，這樣可以避免了線路帶來的數(shù)據(jù)損失，
從下位機向上位機傳送的代碼有ASCII碼和BCD碼，測量數(shù)據(jù)部分用的是BCD碼主要是為了節(jié)省資源，由上位機向下位機發(fā)送的命令均為ASCII碼。

我們還對字段長度和包的長度作了規(guī)定，一個字段有多少個字節(jié)，一包有多少個字段組成，如果數(shù)據(jù)最后不夠一整包，也按照整字段的格式作為半包發(fā)送過來。

考慮到下位機的分散性，可能固定在偏遠、不宜接近的地帶，用上位機對下位機發(fā)送校時命令并校時的方法來統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)時間。

由于我們使用的無線MODEM 所限，傳輸速率只能達到2400BPS，而在我們的使用中1200BPS、N PARITY、8 DATA、1 STOP為較穩(wěn)定狀態(tài)。

上位機向下位機發(fā)送的命令有校時命令并校時、請內(nèi)存命令、發(fā)送數(shù)據(jù)命令、快采命令和慢采命令等。發(fā)送命令有兩種發(fā)送方式，即手動方式和自動方式，自動方式是由定時器來完成的。

在無線通訊過程中，除了規(guī)定合理的協(xié)議之外，為了保證通訊的正確性，在數(shù)據(jù)發(fā)送時適當(dāng)?shù)脑黾友訒r是必要的，當(dāng)速度較慢的計算機向速度較快的計算機發(fā)送數(shù)據(jù)時應(yīng)適當(dāng)?shù)脑黾友訒r。

四、 應(yīng)用實例

由于該項目的軟件源代碼較長，我們只拿出和串口通訊有關(guān)的程序片段來供大家參考。在我們的工作中實踐了三種通訊方式，即查詢方式、事件驅(qū)動方式、事件驅(qū)動轉(zhuǎn)查詢方式，這三種方式各有利敝，查詢方式有方便可靠的特點，可利用協(xié)議或設(shè)定時鐘進入和退出查詢狀態(tài)，但不是資源的有效利用方式，事件觸發(fā)方式對于定長通訊非常有效，但定長通訊在有些場合不實用，事件驅(qū)動轉(zhuǎn)查詢方式既有事件驅(qū)動的特點又有轉(zhuǎn)查詢方式特點，可以說是集二者之長，有效利用資源。下面著重介紹事件驅(qū)動轉(zhuǎn)查詢方式。

首先在公共模塊中定義和ONCOMM有關(guān)的參數(shù)：

Global Const MSCOMM_EV_RECEIVE = 2‘收到 Rthreshold 個字符。該事件將持續(xù)產(chǎn)生直到用 Input 屬性從接收緩沖區(qū)中刪除數(shù)據(jù)。
Global Const MSCOMM_ER_RXOVER = 1008‘接受緩沖區(qū)溢出。接收緩沖區(qū)沒有空間。
Global Const MSCOMM_ER_TXFULL = 1010 ‘傳輸緩沖區(qū)已滿。傳輸字符時傳輸緩沖區(qū)已滿

在啟動過程中對串口和輸入輸出緩沖區(qū)初始化：
Sub Form_Load ()
comm1.Settings = "1200,n,8,1" 設(shè)定波特率1200bps，無校驗，8位數(shù)據(jù)位，1位停止位
comm1.CommPort = 1 串口1
comm1.InputLen = 1 一次從輸入緩沖區(qū)中讀取一個字符
comm1.InBufferSize = 512 定義輸入緩沖區(qū)為512字節(jié)（bytes）
comm1.InBufferCount = 0 清空輸入緩沖區(qū)
comm1.OutBufferCount = 0 清空輸出緩沖區(qū)
comm1.PortOpen = True 啟動串口
End Sub
下面是發(fā)送數(shù)傳命令的子過程，啟動該過程由一個定時器控制：
Sub sample_data ()
comm1.RTSEnable = True 將Modem的PTT置高，同時打開對講機
Call time_delay 適當(dāng)延時
comm1.Output = "*TRNS" + Chr$(13) 發(fā)送命令
Do 該循環(huán)用來檢測命令是否全部發(fā)送完畢
Loop Until comm1.OutBufferCount = 0
Call time_delay 適當(dāng)延時
comm1.RTSEnable = False 將Modem的PTT置低，將對講機改為接受狀態(tài)
comm1.InBufferCount = 0 清空接收緩沖區(qū)
comm1.Rthreshold = 1 設(shè)定Rthreshold = 1，等待出發(fā)OnComm事件
End Sub
在OnComm編寫接收和處理代碼：
Sub Comm1_OnComm ()
Select Case comm1.CommEvent
Case MSCOMM_ER_RXOVER 接收緩沖區(qū)溢出�？刹迦胂鄳�(yīng)的代碼
Case MSCOMM_ER_TXFULL 傳輸緩沖區(qū)已滿�？刹迦胩幚泶�碼
Case MSCOMM_ER_RECEIVE 收到1個字符，可進入以下處理過程
comm1.Rthreshold = 0 不再響應(yīng)OnComm事件，轉(zhuǎn)入查尋方式接收
ii = 0
iii = 0: sinn = Chr$(42): sinn1 = Chr$(42) 初始化變量
Do
duration = Timer + .2 設(shè)定超時退出的時間值
iii = iii + 1
sinn1 = sinn
Do 該循環(huán)判斷輸入緩沖區(qū)是否有數(shù)據(jù)或是否超時
''dummy% = DoEvents()
Loop Until comm1.InBufferCount >= 1 Or Timer >= duration
If Timer >= duration Then
iii = iii - 1
overtime = True 確定超時退出，并非正常退出
Exit Do
End If
sinn = comm1.Input 正常退出，取值付給sinn
If header_er = 0 Then
GoTo test_header
End If
If Asc(sinn) > 175 Or Asc(sinn) < 160 Then 判斷包頭是否正確
iii = 0
GoTo station_number_er 包頭不正確，丟掉該數(shù)據(jù)
End If
test_header: header_er = 0 包頭正確，接受到包頭，header_er=0
ssin(iii) = sinn''----put date into string dimantion
station_number = Asc(ssin(1))
package_number = Asc(ssin(2))
sentence_number = Asc(ssin(3))
last_character = Asc(ssin(iii))
station_number_er: Loop Until sinn1 = Chr$(10) and sinn = Chr$(13) 當(dāng)收到正確的包尾0A，0D后退出
If overtime = True Then 如果超時非正常退出
overtime = False
comm1.Rthreshold = 1 重新啟動OnComm事件，等待接收下一包
timer6_wait.Enabled = True
GoTo endsub
End If
以下是接收數(shù)據(jù)正確以后的數(shù)據(jù)處理程序，包括解碼和計算這里從略。
If package_number = 1 Then 如果接收數(shù)據(jù)正確，而且是最后一包
timer2_sample.Enabled = True 啟動控制數(shù)傳命令定時器
comm1.RTSEnable = True 置PTT為高
comm1.OutBufferCount = 0 清空輸出緩沖區(qū)
Call time_delay 適當(dāng)延時
comm1.Output = "*MACK" + Chr$(13) 發(fā)送清內(nèi)存命令
Do 檢測是否發(fā)送完畢
Loop Until comm1.OutBufferCount = 0
Call time_delay 適當(dāng)延時
comm1.RTSEnable = False 置PTT為低
End If
If package_number > 1 Then 如果不是最后一包
comm1.Rthreshold = 1 啟動OnComm準備接收下一包
timer6_wait.Enabled = True
End If
endsub: header_er = 1: comm1.InBufferCount = 0 ''--empty inbuffer protect from bed data on the inbuffer
End Select
End Sub

五、 結(jié)論

根據(jù)我們實踐工作的經(jīng)驗，在本項目中無線通訊和有線通訊的主要區(qū)別在于用MSCOMM控件的RTSEnable屬性對無線Modem的PTT操作以及適當(dāng)?shù)难訒r，延時的長短和使用的計算機有關(guān)。在開發(fā)的過程中，把握好上述兩條，設(shè)定一個合理的通信協(xié)議，選擇合適的硬件是至關(guān)重要的。