1 應用背景 本系統用來監控杭州、溫州、寧波等城市的微波站，主控站在城市機房，受控站則在內地或海邊的山頂，環境比較惡劣。共有6 個主控站，每個主控站帶1 個受控站，采用總線型的主控機和受控機兩級結構，通過微波信道（圖1 粗黑線所示）在主控機之間傳送數據，但在某一時刻只有一臺主控機Polling 所屬受控機，被Polling 受控機作應答處理，其余主控機處于偵聽（Listen）狀態。主控機Polling 完所屬受控機后，轉移Polling 權，由下一臺主控機接管Polling 權……如此循環。監控內容主要包括柴油發電機、開關電源、市電、蓄電池等的工作狀態、環境溫度、濕度、防盜等。系統結構如圖1 所示。 2 硬件設計 油機監控器是與大型柴油發電機配套的專用監控器，采用雙機熱備；1600 與2800 也是與原設備配套的專用監控器，其中1600 主要用來監控市電和環境參數，2800 對兩組蓄電池（各12 節）進行監控；報警開關量（遙信）輸入模塊采用7041，控制開關量（遙控）采用7067 模塊，受控機的主控模塊則選用7188。7188 有四個串行口，其中兩個RS232（僅含Rx、Tx、GND 信號線），一個RS485，一個9 針全信號RS232 口（通過內部跳線，可將此口改變為RS485口）。7188 模塊接口多，抗惡劣環境，同時，提供豐富的內部函數，有利于快速開發出性能可靠的下位機監控系統程序。受控站系統的硬件結構見圖2 所示。由于各監控模塊均使用RS485 接口，所以需要兩個RS232/RS485 轉換接口。COM1 口為全信號RS232，連接專用Modem，從而進入微波信道進行數據的傳輸。主控站通過RS232 接口與專用Modem 連接，進入微波信道。 [align=center] 圖2 受控站硬件結構[/align] 3 軟件實現 3.1 主控機部分 主控機部分采用組態王5.1 來實現。該系統可運行于Win98/NT 平臺，真正32 位程序，實時多任務、多線程，采樣速度快，可靠性高，同時，支持分布式歷史數據庫及撥號網絡，具有豐富的ActiveX 控件，廣泛應用于鋼鐵、化工、環保、國防、航空航天等重大領域。 利用組態王開發實時計算機監控系統方便快捷。首先，定義設備，加載通訊驅動程序。如對于本系統，是利用RS232 接口來與受控機通訊的，其定義設備時選取的順序如下：智能模塊—I-7000 系列—I-7188—Modbus RTU Extention。然后，再規定RS232 的工作參數。其次，定義數據詞典，規定變量名、數據類型、寄存器之間的關系。數據詞典中的變量可以根據原始數值自動計算所對應的線性目標值。最后，根據組態王提供的圖元控件設計用戶界面，無論是字符串還是圖元，均可建立“動畫鏈接”，從而，將數據變量和數據的顯示結合起來。數據顯示包括兩種形式，一是數據的文本格式的顯示，二是數據的動畫表示，如對于報警量，正常顯示綠燈，報警顯示紅燈等。如此三步，主控機軟件開發基本完工。 3.2 受控機部分 3.2.1 受控機主程序設計 7188 提供了豐富而方便的庫函數，其中包括關鍵的看門狗、相關的數據發送和接收函數、時鐘中斷函數等等，同時，還提供了豐富的例程，因而，使得受控機軟件邏輯簡捷，開發極其迅速可靠，與其它廠家的模塊也能極其友好地連接。7188 的一個串口控制兩臺智能設備，這是通過地址來區分的。對于泓格產品的7000 系列模塊，其工作參數及模塊地址是可調的，可在系統組裝之前對其進行設置。而其它智能模塊的工作參數和地址則是由廠家設定的，不可更改。 由于7188 內嵌基本的DOS 環境，因而，采用TC2.0 來編寫受控機程序。主程序首先初始化系統，包括對各串口的初始化及系統運行參數的初始化，并安裝用戶時鐘中斷。由于該用戶中斷固定為1ms，因而，在中斷程序中應避免接收和發送數據，因為監控系統中的波特率一般不超過9600（太高可能導致數據傳輸的不可靠），而對于9600 的波特率，傳輸1 個字節的數據大約需要1ms，一般情況下，所選擇的波特率低于9600，而且，一次發送和接收的數據一般超過2 個字節，因而，會引起DOS 重入，從而使系統不可靠。所以，時鐘中斷程序應盡量簡捷，主要完成各個工作節拍之間的協調問題，主要工作在主程序中進行，即輪詢時間或節拍到，即向智能模塊或設備發送查詢命令，而當有數據返回時，再去讀取數據并處理。其軟件系統框圖如圖3 所示。 3.2.2 通訊問題及解決方案 對于計算機監控系統，最關鍵的問題是數據通訊的可靠性。泓格產品的I/O 設備數據傳輸平穩，能與7188 可靠地連接，但其它廠家模塊的數據傳輸并不象所想象的那么連續，因而，應該根據所接收的數據的不連續性作相應的等待，時間太短，數據將可能丟失，時間太長，則可能造成死機或將下一批的數據也一塊接收進來。數據接收程序見算法1 中的ReadDataDelay 子程序。經過反復調試，對于本系統，發現延時數據大于0x0140 即可，小于0x0130 則數據錯誤率達1/4 左右，并且，主要是每次丟失1～2 個字節的數據。0x0130 與0x0140 之間為臨界值。數據發送也用一個統一的子程序來完成，見算法1 中的SendData 子程序，數組中第一個字節用來存放收到的字節數，其后為數據內容。以下算法對嵌入式模塊的程序設計具有通用性，其基本原理可以廣泛使用。 /＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊/ /＊ ReadDataDelay:讀取串口nPort 中的數據，放入 ＊/ /＊ bData 中，nDealy 為需要等待的節拍數 ＊/ /＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊/ void ReadDataDelay（int nPort, unsigned char ＊bData, int nDelay） ｛ int nData=0; /＊接收到的字節數＊/ int iCount=0; /＊等待計時＊/ while（iCount < nDelay） ｛ if（IsCom（nPort）==QueueIsNotEmpty） /＊nPort 口有數據＊/ ｛ nData++; bData[nData] = ReadCom（nPort）; /＊讀取一個字節的數據＊/ iCount = 0; /＊有數據，計時清零＊/ ｝ else iCount++; /＊沒有數據，則等待計時＊/ ｝ /＊bData 數據中第一個字節地址存放收到的字節數，其余為字節內容＊/ bData[0] = nData; ClearCom（nPort）; /＊清除串口數據內容，為下次數據接收作準備＊/ ｝ /＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊/ /＊ SendData：nPort 為串口號，ComData 為需要發送的數據 ＊/ /＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊/ void SendData（int nPort, unsigned char ＊ComData） ｛ int nlength, i; nlength = ComData[0]; if（2 == nPort） Set485DirToTransmit（nPort）; for（i=0; i算法1 數據的接收和發送