【正文】 。 遠程監(jiān)控這個詞有兩重意思。計算機領(lǐng)域和視頻監(jiān)控領(lǐng)域都有遠程監(jiān)控的說法，但意義完全不一樣。 本篇論文中所涉及的到的遠程監(jiān)控為計算機領(lǐng)域的遠程監(jiān)控。 研究現(xiàn)狀 物聯(lián)網(wǎng) 在實際應(yīng)用上的開展需要各行各業(yè)的參與，并且需要國家政府的主導(dǎo)以及相關(guān)法規(guī)政策上的扶助，物聯(lián)網(wǎng)的開展具有規(guī)模性、廣泛參與性、管理性、技術(shù) 性、物的屬性等等特征，其中，技術(shù)上的問題是物聯(lián)網(wǎng)最為關(guān)鍵的問題。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是一項綜合性的技術(shù)，是一項系統(tǒng)，其理論上的研究已經(jīng)在各行各業(yè)展開，而實際應(yīng)用還僅局限于行業(yè)內(nèi)部。關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)的規(guī)劃和設(shè)計以及研發(fā)關(guān)鍵在于 RFID、傳感器、嵌入式軟件以及傳輸數(shù)據(jù)計算等領(lǐng)域的研究。 物聯(lián)網(wǎng)將是下一個推動世界高速發(fā)展的“重要生產(chǎn)力”，是繼通信網(wǎng)之后的另一個萬億級市場。業(yè)內(nèi)專家認為，物聯(lián)網(wǎng)一方面可以提高經(jīng)濟效益，大大節(jié)約成本；另一方面可以為全球經(jīng)濟的復(fù)蘇提供技術(shù)動力。其普及以后，用于 動物 、植物和機器、物品 西安理工大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 的傳感器與電子標簽及配套的接口裝置的數(shù)量將大大超過手機的數(shù)量。按照對物聯(lián)網(wǎng)的需求，需要按億計的傳感器 和電子標簽，這將大大推進信息技術(shù)元件的生產(chǎn)，同時增加大量的就業(yè)機會。且 物聯(lián)擁有業(yè)界最完整的專業(yè)物聯(lián)產(chǎn)品系列，覆蓋從傳感器、控制器到云計算的各種應(yīng)用。產(chǎn)品服務(wù)智能家居、交通物流、環(huán)境保護、公共安全、智能消防、工業(yè)監(jiān)測、個人健康等各種領(lǐng)域。構(gòu)建了 “ 質(zhì)量好、技術(shù)優(yōu)、專業(yè)性強，成本低，滿足客戶需求 ”的綜合優(yōu)勢，持續(xù) 為客戶提供有競爭力的產(chǎn)品和服務(wù)。物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)是當(dāng)今世界經(jīng)濟和科技發(fā)展的戰(zhàn)略制高點之一 。 隨著 計算機 系統(tǒng)的應(yīng)用和微機 網(wǎng)絡(luò) 的發(fā)展，通信功能越來越顯得重要。這里所說的通信是指計算機與外界的信息交換。因此，通信既包括計算機與外部設(shè)備之間，也包括計算機和計算機之間的信息交換。由于串行通信是在一根傳輸線上一位一位的傳 送信息，所用的傳輸線少，并且可以借助現(xiàn)成的電話網(wǎng)進行信息傳送，因此，特別適合于遠距離傳輸。對于那些與計算機相距不遠的人－機交換設(shè)備和串行存儲的外部設(shè)備如終端、打印機、邏輯分析儀、磁盤等，采用串行方式交換數(shù)據(jù)也很普遍。在實時控制和管理方面，采用多臺微機處理機組成分級分布控制系統(tǒng)中，各 CPU 之間的通信一般都是串行方式。所以串行接口是微機應(yīng)用系統(tǒng)常用的接口。許多外設(shè)和 計算機 按串行方式進行通信，這里所說的串行 方式，是指外設(shè)與接口電路之間的信息傳送方式，實際上，CPU 與接口之間仍按并行方式工作。 需要特別說明的是串口的電平規(guī)范。一般在設(shè)備內(nèi)部 CPU 或單片機使用的是 TTL 電平，而設(shè)備外部一般是使用 EIA 規(guī)定的電氣接口，兩者間需要進行電平轉(zhuǎn)換。我們通常所說的設(shè)備的串口 郭一君：串口設(shè)備遠程監(jiān)控軟件設(shè)計與實現(xiàn) 5 都是按照 EIA 規(guī)定的電氣特性而設(shè)計的。 研究物聯(lián)網(wǎng)，對串口設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)、組網(wǎng)的研究也就是勢在必行的。物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展將串口通訊從原來簡單針對本地低速率通訊應(yīng)用的模式發(fā)展為其最后 100 米的通訊連接辦法之一。這也就要求在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中，需要將串口通訊與互聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合 ，完成通訊距離更遠、終端數(shù)量更多的復(fù)雜通訊功能。串口聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器正是順應(yīng)上述要求而產(chǎn)生的一種硬件設(shè)備，以實現(xiàn)串口通訊與互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合。 遠程 監(jiān)控系統(tǒng) 有兩種類型，一種是生產(chǎn)現(xiàn)場沒有現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)，而是將 數(shù)據(jù)采集 后直接送到遠程 計算機 進行處理，這種遠程監(jiān)控與一般的現(xiàn)場監(jiān)控沒有多大的區(qū)別，只是數(shù)據(jù)傳輸距離比現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)要遠，其它部分則和現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)相同；另一種是現(xiàn)場監(jiān)控與遠程監(jiān)控并存。一般是采用 現(xiàn)場總線技術(shù) 將分布于各個設(shè)備的傳感器、監(jiān)控設(shè)備等連接起來，這樣就從分立單元階段進入了集成單元階段，然后各個管理站點的服務(wù)再用局域網(wǎng)連接起來，這樣就形成了企業(yè)內(nèi)部網(wǎng) (Intra)。由于建立了基本的網(wǎng)絡(luò)信息基礎(chǔ) 結(jié)構(gòu)，設(shè)備監(jiān)測、維護技術(shù)進入了集成系統(tǒng)階段，在一個單位的內(nèi)部基本上實現(xiàn)了資源和信息共享。 隨著 網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 的不斷發(fā)展，遠程監(jiān)控將更多地應(yīng)用在企業(yè)生產(chǎn)過程的管理中，專業(yè)技術(shù)人員可以通過互聯(lián)網(wǎng)來管理和維護生產(chǎn)過程，優(yōu)化生產(chǎn)工藝，提高設(shè)備的可用率，最終降低生產(chǎn)成本，提高效益。 本文的主要工作 西安理工大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 本文即研究了串口聯(lián)網(wǎng)的原理，采用串口聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器實現(xiàn)串口通訊與互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合，完成一臺串口設(shè)備的遠程通訊。全文大致分 為以下幾部分內(nèi)容。 首先，介紹物聯(lián)網(wǎng)的概念和發(fā)展，介紹串口通訊的概念和發(fā)展，并闡述串口通訊與物聯(lián)網(wǎng)以及遠程監(jiān)控的應(yīng)用關(guān)系。論文第二章將介紹串口聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器的概念和原理。 論文的第三至第七章將分析本課題的工作并詳細描述基于串口聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器的串口遠程聯(lián)網(wǎng)連接的實現(xiàn)。第八章將展示文章的相關(guān)成果，供大家參考使用。 本課題設(shè)計實現(xiàn) PC 機對串口設(shè)備的遠程通訊管理。 課題工作主要分為： 1） 硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計； 2） 監(jiān)控軟件設(shè)計。 硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計 P C 電 腦P C 電 腦G P S 設(shè) 備G P S 設(shè) 備以 太 網(wǎng)串 口 服 務(wù) 器串 口 服 務(wù) 器以 太 網(wǎng)R S 2 3 2串 口以 太 網(wǎng) 圖 01：課題硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計 課題設(shè)計如圖 31 所示硬件結(jié)構(gòu)。課題以一臺 GPS 時鐘設(shè)備作為目標通訊設(shè)備，通過串口服務(wù)器實現(xiàn)該 GPS 設(shè)備串口通訊的網(wǎng)絡(luò)化連接，并最終通過以太網(wǎng)連接到遠程計算機。 該結(jié)構(gòu)用以實現(xiàn)一臺計算機遠程的連接一臺或多臺 GPS 時鐘 郭一君：串口設(shè)備遠程監(jiān)控軟件設(shè)計與實現(xiàn) 7 設(shè)備，完成對這些 GPS 時鐘設(shè)備的遠程監(jiān)控功能。這種結(jié)構(gòu)可用于批量的設(shè)備拷機測試或者遠程站點設(shè)備監(jiān)控，是各種復(fù)雜應(yīng)用的原型基礎(chǔ)。 如果計算機至串口服務(wù)器的連接是經(jīng)由互聯(lián)網(wǎng)（ Inter）的，則還需掌握相關(guān)路由配置，有可能需增 加一定網(wǎng)絡(luò)設(shè)備以打通路由連接。 監(jiān)控軟件設(shè)計 監(jiān)控軟件是指運行于計算機上，用以連接遠端串口服務(wù)器并進而連接 GPS 時鐘設(shè)備的服務(wù)軟件。該軟件需要完成如下功能： 1） TCP Socket 通訊 2） GPS 時鐘設(shè)備協(xié)議解析 3） 人機交互界面 其中最核心的部分為前兩項。在這兩項的基礎(chǔ)上，可以擴展開發(fā)出功能更為復(fù)雜、應(yīng)用更具針對性的應(yīng)用軟件。本課題的目標也是實現(xiàn)這一基礎(chǔ)功能，為后續(xù)應(yīng)用設(shè)計提供底層服務(wù)。 第二章 串口聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器概述及VC++（ MFC)工具介紹 串口聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器概述 西安理工大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 串口聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器原理 串口聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器是為 RS232/485 串口到 TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)之間完成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的通訊接口轉(zhuǎn)換器。提供 RS232/485 終端串口與TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)雙向透明傳輸。它能將多個串口設(shè)備連接并能將串口數(shù)據(jù)流進行選擇和處理，把現(xiàn)有的串口的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成 IP 端口的數(shù)據(jù)，然后進行 IP 化的管理， IP 化的數(shù)據(jù)存取，這樣就能將傳統(tǒng)的串行數(shù)據(jù)送上流行的 IP 通道。 串口聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器工作模式 由于串口協(xié)議不具有網(wǎng)絡(luò)層和傳輸層，所以串口轉(zhuǎn)網(wǎng)口的通信，實際是將串口數(shù)據(jù)作為 TCP/IP 的應(yīng)用層數(shù)據(jù)，用 TCP 封裝傳輸?shù)姆绞?。?于 TCP/IP協(xié)議的傳輸層包含了 TCP協(xié)議和 UDP協(xié)議，而 TCP 協(xié)議具有客戶端和服務(wù)端兩種工作模式，所以串口轉(zhuǎn)網(wǎng)口通信的工作模式可以分為： TCP 服務(wù)器端模式（ TCP Server）、 TCP客戶端模式（ TCP Client）和 UDP 模式三種。 TCP 模式： TCP 模式采用數(shù)據(jù)可靠傳輸機制，所以可以保證數(shù)據(jù)基本不誤碼、不丟失。在 TCP 通信中，必須由通信兩端構(gòu)成，即一方為 TCP 客戶端，另一方為 TCP 服務(wù)端。此種模式類似于打電話機制，打電話的人是 TCP 客戶端，而接電話的是 TCP 服務(wù)端。 UDP 模式： UDP 模式是基于非連接的模式，只要有數(shù)據(jù)發(fā)送即可立即發(fā)送，不需要事先連接，但是它無法保證數(shù)據(jù)不丟失，容易產(chǎn)生誤碼。 在網(wǎng)口設(shè)備虛擬串口設(shè)備通信中，可以選擇基于三種工作模 郭一君：串口設(shè)備遠程監(jiān)控軟件設(shè)計與實現(xiàn) 9 式的通信機制，即在虛擬串口 PC 端作為 Server 端的 TCP 通信模式、作為 Client 端的 TCP 通信模式和 UDP 通信模式。 硬件網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 串口聯(lián)網(wǎng)通訊，主要通過串口服務(wù)器，把串口設(shè)備連接到互聯(lián)網(wǎng)中，從而達到通過網(wǎng)絡(luò)來控制串口設(shè)備的目的。其基本的硬件架構(gòu)如圖 21所示： 串 口 設(shè) 備串 口 服 務(wù) 器串 口 設(shè) 備串 口 設(shè) 備路 由 器以 太 網(wǎng)控 制 終 端( P C )控 制 終 端( P C )控 制 終 端( P C ) 圖 02： 串口聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 整個控制網(wǎng)絡(luò)中，串口設(shè)備通過 RS232/RS485 連接到串口服務(wù)器上，串口服務(wù)器通過路由器 /交換器接入以太網(wǎng)。針對串口設(shè)備的通信協(xié)議，設(shè)計相應(yīng)的監(jiān)控軟件。運行在 PC 機終端上的遠程監(jiān)控軟件則可以通過以太網(wǎng)實現(xiàn)對串口設(shè)備的遠程監(jiān)控。 西安理工大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 VC++ （ MFC）工具介紹 VC++ Microsoft Visual C++，（簡稱 Visual C++、 MSVC、 VC++或VC） 微軟公司 的 C++開發(fā)工具，具有 集成開發(fā)環(huán)境 ，可提供編輯 C語言， C++以及 C++/CLI 等 編程語言 。 VC++整合了便利的除錯工具，特別是整合了 微軟 視窗程式設(shè)計（ Windows API）、三維動畫DirectX API， Microsoft .NET 框架。目前最新的版本是 Microsoft Visual C++ 20xx。 Microsoft Visual C++是 Microsoft 公司推出的開發(fā) Win32環(huán)境程序，面向?qū)ο蟮目梢暬删幊滔到y(tǒng)。它不但具有程序框架自動生成、靈活方便的類管理、代碼編寫和 界面設(shè)計 集成交互操作、可開發(fā)多種程序等優(yōu)點，而且通過簡單的設(shè)置就可使其生成的程序框架支持 數(shù)據(jù)庫接口 、 OLE2， WinSock 網(wǎng)絡(luò)、 3D 控制界面。 它以擁有“語法高亮”， IntelliSense（自動完成功能）以及高級除錯功能而著稱。比如，它允許用戶進行遠程調(diào)試，單步執(zhí)行等。還有允許用戶在調(diào)試期間重新編譯被修改的代碼，而不必重新啟動正在調(diào)試的程序。其編譯及建置系統(tǒng)以預(yù)編譯頭文件、最小重建功能及累加連結(jié)著稱。這些特征明顯縮短程式編輯、編譯及連結(jié)花費的時間，在大型軟件計劃上尤其顯著。 Visual Studio 是 微軟公司 推出的 開發(fā)環(huán)境 ， Visual Studio 可以用來創(chuàng)建 Windows 平臺下的 Windows 應(yīng)用程序 和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用 郭一君：串口設(shè)備遠程監(jiān)控軟件設(shè)計與實現(xiàn) 11 程序，也可以用來創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、智能設(shè)備應(yīng)用程序和 Office插件 。 Visual Studio 是目前最流行的 Windows 平臺 應(yīng)用程序開發(fā) 環(huán)境。 Visual Studio 20xx 包括各種增強功能，例如 可視化設(shè)計 器（使用 .NET Framework 加速開發(fā)）、對 Web 開發(fā)工具的大量改進，以及能夠加速開發(fā)和處理所有類型數(shù)據(jù)的語言增強功能。Visual Studio 20xx 為開發(fā)人員提供了所有相關(guān)的工具和框架支持，幫助創(chuàng)建引人注目的、令人印象深刻并支持 AJAX 的 Web 應(yīng)用程序 。 開 發(fā)人員能夠利用這些豐富的 客戶端 和服務(wù)器端框架輕松構(gòu)建以客戶為中心的 Web 應(yīng)用程序，這些應(yīng)用程序可以集成任何后端數(shù)據(jù)提供程序、在任何當(dāng)前 瀏覽器 內(nèi)運行并完全訪問 ASP NET應(yīng)用程序服務(wù) 和 Microsoft 平臺。 MFC(MicrosoftFoundationClasses)是微軟基礎(chǔ)類庫的簡稱，是微軟公司實現(xiàn)的一個 c++類庫，主要封裝了大部分的 windows API 函數(shù)， vc++是微軟公司開發(fā)的 c/c++的集成開發(fā)環(huán)境，所謂集成開發(fā)環(huán)境，就是說利用它你可以編輯，編譯，調(diào)試，而不是使用多種工具輪換操作，靈活性較大。有時人們說 vc 呢也指它的內(nèi)部編譯器，集成開發(fā)環(huán)境必須有一個編譯器內(nèi)核，要不有什么用，例如 DevC++其中一個編譯器內(nèi)核就是 gcc。 MFC 除了是一個類庫以 外，還是一個框架，你應(yīng)該試過，在 vc++里新建一個 MFC 的工 西安理工大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 程，開發(fā)環(huán)境會自動幫你產(chǎn)生許多文件，同時它使用了 。xx 是版本，它封裝了 mfc 內(nèi)核，所以你在你的代碼看不到原本的SDK 編程中的消息循環(huán)等等東西，因為 MFC 框架幫你封裝好了，這樣你就可以專心的考慮你程序的邏輯，而不是這些每次編程都要重復(fù)的東西，但是由于是通用框架，沒有最好的針對性，當(dāng)然也就喪失了一些