【文章內(nèi)容簡介】 能與服務(wù)器之間建立連接。服務(wù)器的名稱是指計(jì)算機(jī)名。若服務(wù)器和客戶機(jī)程序在同一臺計(jì)算機(jī)上同時(shí)運(yùn)行，客戶機(jī)框圖程序中輸入的服務(wù)器的名稱可以是localhost，也可以是這臺計(jì)算機(jī)的計(jì)算機(jī)名，或者以一個(gè)空字符串代替[26]。數(shù)據(jù)采集器處于Client模式，客戶端程序中，利用Telnet Open 。建立TCP 連接后，利用節(jié)點(diǎn)函數(shù)Telnet 把需傳輸?shù)臄?shù)據(jù)( 電梯的樓層、上行、下行、電梯門的開關(guān)等) 通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送出去。數(shù)據(jù)采集器發(fā)送端的程序框圖如圖38所示。圖38 發(fā)送數(shù)據(jù)的程序框圖 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)介紹為了便于信息的管理和查詢，需要進(jìn)行信息的存儲和管理。一幢建筑物中有多臺電梯，一個(gè)數(shù)據(jù)采集器可以采集多臺電梯的運(yùn)行狀態(tài)。為了方便該信息的管理和查詢，因此利用數(shù)據(jù)庫來實(shí)現(xiàn)該功能。將電梯的編號、數(shù)據(jù)采集器的地址和建筑物的地址作為數(shù)據(jù)庫表格的屬性，通過數(shù)據(jù)插入的方式進(jìn)行信息的存儲；利用數(shù)據(jù)庫的查詢功能可以對要監(jiān)控的電梯的數(shù)據(jù)采集器和建筑物的地址進(jìn)行查詢，對于不需要的記錄可以利用數(shù)據(jù)庫的刪除功能進(jìn)行刪除。其中電梯的地址屬性是唯一的，即電梯的編號是不允許重復(fù)的，可以利用該屬性進(jìn)行相應(yīng)的操作。由于電梯分布的分散性，為了方便電梯監(jiān)控的查詢和管理，在畢業(yè)設(shè)計(jì)中引入了數(shù)據(jù)庫的概念。數(shù)據(jù)庫中包含有建筑物的編號，數(shù)據(jù)采集器的編號和電梯的編號，方便了電梯的管理和查詢。通過相應(yīng)的插入、刪除、查詢等操作，可以對實(shí)際中的變化對數(shù)據(jù)庫信息進(jìn)行更改，保證了信息的準(zhǔn)確性[27]。LabVIEW軟件提供了Database工具包，直接使用工具包提供的函數(shù)可以方便的訪問數(shù)據(jù)庫，避免了使用數(shù)據(jù)庫操作語言的麻煩，可以方便地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的插入、刪除、查詢等操作。創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫表格的流程圖如圖39所示。圖39 創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫表格流程圖利用Get UDL File ， DB的連接。使用DB Tools Open ，利用DB Tools Create ，利用提示用戶輸入的Express VI來提示用戶輸入要建立數(shù)據(jù)庫表格的名稱，其程序框圖如圖310所示。運(yùn)行程序，建立出來的數(shù)據(jù)庫表格的部分截圖如圖311所示，表格的名稱為ele1。圖310 建立數(shù)據(jù)庫表格程序框圖圖311 建立好的數(shù)據(jù)庫表格對ele1數(shù)據(jù)庫表格輸入數(shù)據(jù)，可以直接利用Access數(shù)據(jù)庫進(jìn)行插入，也可以利用LabVIEW編寫插入數(shù)據(jù)的程序進(jìn)行數(shù)據(jù)的輸入。利用LabVIEW編寫的插入數(shù)據(jù)的程序框圖如圖312所示。圖312插入數(shù)據(jù)程序框圖程序的前面板如圖313所示。運(yùn)行程序，向數(shù)據(jù)庫表格中插入圖313中的數(shù)據(jù)，會(huì)相應(yīng)的對數(shù)據(jù)庫表格進(jìn)行操作，其結(jié)果如圖314所示。圖313 插入數(shù)據(jù)的前面板圖314 插入數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫表格依次進(jìn)行相應(yīng)的操作可以插入多組數(shù)據(jù)。圖315為數(shù)據(jù)查詢的程序框圖，利用工具包提供的DB Tools Select ，利用Database Variant To Data將數(shù)據(jù)庫變量轉(zhuǎn)換為LabVIEW數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示，操作結(jié)束后使用DB Tools Close 。圖315 數(shù)據(jù)查詢程序框圖通過對話框提示輸入要查詢的電梯的編號，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的查詢。對話框的使用，使操作人員不需要記住嚴(yán)格的數(shù)據(jù)庫操作語言的格式，方便了操作人員，更具人性化。屬性節(jié)點(diǎn)的使用對相應(yīng)的文字的屬性進(jìn)行編輯，使界面更加美觀。利用Database工具包提供的DB Tools Delete Tools Drop 、數(shù)據(jù)庫表格刪除，圖316為刪除數(shù)據(jù)庫表格的程序框圖，圖317為刪除數(shù)據(jù)庫表格中數(shù)據(jù)的程序框圖。圖316 刪除數(shù)據(jù)庫表格的程序框圖圖317 刪除數(shù)據(jù)庫表格中數(shù)據(jù)的程序框圖在網(wǎng)絡(luò)通信中，由于各種噪音干擾使數(shù)據(jù)傳輸產(chǎn)生未知差錯(cuò)，為保證通信的正確性，需要一種檢錯(cuò)機(jī)制來判斷接收到的數(shù)據(jù)是否正確。循環(huán)冗余校驗(yàn)CRC(Cyclic Redundancy Code)由于其具有檢錯(cuò)效率高、原理簡單、易于實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn)得到了廣泛的應(yīng)用[28]。在這些檢錯(cuò)機(jī)制中，循環(huán)冗余校驗(yàn)即CRC 校驗(yàn)，是最常用最有效的差錯(cuò)檢測編碼。其特征是信息字段和校驗(yàn)字段的長度可以任意選定[29]。循環(huán)冗余校驗(yàn)碼（CRC）的基本原理是：在K位信息碼后再拼接R位的校驗(yàn)碼，整個(gè)編碼長度為N位，因此，這種編碼又叫（N，K）碼。對于一個(gè)給定的（N，K）碼，可以證明存在一個(gè)最高次冪為NK=R的多項(xiàng)式G(x)。根據(jù)G(x)可以生成K位信息的校驗(yàn)碼，而G(x)叫做這個(gè)CRC碼的生成多項(xiàng)式。生成多項(xiàng)式是接受方和發(fā)送方的一個(gè)約定，也就是一個(gè)二進(jìn)制數(shù)，在整個(gè)傳輸過程中，這個(gè)數(shù)始終保持不變。校驗(yàn)碼的具體生成過程為：假設(shè)發(fā)送信息用信息多項(xiàng)式C(x)表示，將C(x)左移R位，則可表示成C(x)*2的R次方，這樣C(x)的右邊就會(huì)空出R位，這就是校驗(yàn)碼的位置。通過C(x)*2的R次方除以生成多項(xiàng)式G(x)得到的余數(shù)就是校驗(yàn)碼。CRC差錯(cuò)校驗(yàn)碼是根據(jù)循環(huán)碼的編譯碼原理進(jìn)行檢錯(cuò)的，其生成多項(xiàng)式G（x）可以根據(jù)實(shí)際需要選擇以下具有國際標(biāo)準(zhǔn)中的一個(gè)[30]：CRC12：X12+X11+X3+X+1CRC16：X16+X15+X2+1CRC16： X16+X12+X5+1CRC8：X8+X2+X+1根據(jù)生成校驗(yàn)碼的位數(shù)不同，CRC 校驗(yàn)可分為最常用的CRC8 校驗(yàn)、CRC16校驗(yàn)、CRC32 校驗(yàn)等。并不是任何一個(gè)多項(xiàng)式都可以作為生成多項(xiàng)式的，從檢錯(cuò)與糾錯(cuò)的要求出發(fā)，生成多項(xiàng)式應(yīng)能滿足下列要求：任何一位發(fā)生錯(cuò)誤都應(yīng)使余數(shù)不為0；不同位發(fā)生錯(cuò)誤應(yīng)當(dāng)使余數(shù)不同；應(yīng)滿足余數(shù)循環(huán)規(guī)律。CRC算法可以檢測被校驗(yàn)數(shù)據(jù)所有的一位或兩位錯(cuò)誤；所有具有奇數(shù)位的錯(cuò)誤；所有低于16位的突發(fā)性錯(cuò)誤；%。這種級別的錯(cuò)誤檢測正是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信信息傳輸所需要的[31]。多項(xiàng)式和二進(jìn)制數(shù)有直接對應(yīng)關(guān)系：x的最高次冪對應(yīng)二進(jìn)制數(shù)的最高位，以下各位對應(yīng)多項(xiàng)式的各冪次，有此冪次項(xiàng)對應(yīng)1，無此冪次項(xiàng)對應(yīng)0?？梢钥闯觯簒的最高冪次為R，轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)有R+1位。CRC碼的生成步驟： (1)、將x的最高冪次為R的生成多項(xiàng)式G(x)轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的R+1位二進(jìn)制數(shù)。 (2)、將信息碼左移R位，相當(dāng)于對應(yīng)的信息多項(xiàng)式C(x)*2的R次方 。(3)、用生成多項(xiàng)式對應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)對信息碼做除，得到R位的余數(shù)。 (4)、將余數(shù)拼到信息碼左移后空出的位置，得到完整的CRC碼。在清楚CRC校驗(yàn)的基本原理之后，如何用編程軟件簡便高效的實(shí)現(xiàn)，這就涉及到算法的問題。在CRC 校驗(yàn)算法方面，較早應(yīng)用的是以多項(xiàng)式除法電路為基礎(chǔ)的串行算法。這種算法代碼簡單，所占用的存儲空間較少，故廣泛應(yīng)用于單片機(jī)嵌入系統(tǒng)。在該程序設(shè)計(jì)中我使用的是CRC8，其生成多項(xiàng)式為CRC8：X8+X2+X+1，其中X的值為2。首先CRC校驗(yàn)是基于二進(jìn)制的算法，因此要將要傳輸?shù)淖址幊剔D(zhuǎn)變?yōu)槎M(jìn)制數(shù)字。由于受到LabVIEW中數(shù)據(jù)位數(shù)的限制，因此在編程時(shí)我以4個(gè)字符為單位進(jìn)行校驗(yàn)。首先利用String To Byte Array將字符串轉(zhuǎn)換為不帶符號字節(jié)的數(shù)組，利用Number To Decimal String將數(shù)字轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)的ASCII碼組成字符串，程序框圖如圖318所示；通過Decimal String To Number將ASCII碼字符串用二進(jìn)制數(shù)字進(jìn)行顯示，其程序框圖如圖319所示；然后將四個(gè)字符的二進(jìn)制顯示的ASCII碼組成32位的二進(jìn)制數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)了字符串到二進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換。其程序框圖如圖 320所示。圖318 字符串至ASCII碼十進(jìn)制字符串?dāng)?shù)組程序框圖圖319 字符串?dāng)?shù)組變?yōu)閿?shù)字?jǐn)?shù)組程序框圖圖320 將4個(gè)字符轉(zhuǎn)換成32位二進(jìn)制數(shù)程序框圖將要校驗(yàn)的字符信息轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)之后，利用模2除法求校驗(yàn)碼。多項(xiàng)式除法電路本質(zhì)上是一個(gè)線性反饋移位寄存器，每拍中，寄存器的最后一位內(nèi)容在輸出的同時(shí)反饋回寄存器各位，反饋線的連接由除數(shù)的系數(shù)決定。若系數(shù)為1，相應(yīng)位置上有反饋線接入；若系數(shù)為0，則無反饋線接入。因?yàn)閿?shù)字與0異或還是數(shù)字本身。例如被除數(shù)A(X) = X 6+ X 4+ X 2+ X+ 1，除數(shù)B(X) = X3+X+1，分別表示為數(shù)字系數(shù)為{ 1010111} 和{ 1011}，其除法電路如圖321所示，其中b2為高位，D3為高位。圖321 多項(xiàng)式除法電路為了計(jì)算A ( X ) / B( X )，其工作過程如下：初始狀態(tài)：移位寄存器各位均為0。前3 拍：順序輸入被除數(shù)的最高3 位101，輸出與反饋輸入均為000。3 拍結(jié)束時(shí)，移位寄存器各位為101。第4 拍：輸入0 到D1，此位原來的值與反饋值相異或移入D2，D2 原來的值直接向右移入D3，D3 原來的值作為反饋電路輸入。完成后，寄存器各位為100。第57 拍：以此類推，依次輸入111 到D1，方法同第4 拍。第7拍完成后寄存器各位為001。把寄存器各位顛倒以后的100 就是A ( X ) / B(X) 的余數(shù)。而商的各位恰好是各拍運(yùn)算反饋電路的輸入值[32]。CRC8 串行算法的基本原理就基于上述的多項(xiàng)式除法電路，移位寄存器的位數(shù)為8 位，除法電路的結(jié)構(gòu)由生成多項(xiàng)式G(X) 決定，將待校驗(yàn)的數(shù)據(jù)從高位到低位依次從移位寄存器的最左端輸入，根據(jù)電路結(jié)構(gòu)運(yùn)算移位，直到待校驗(yàn)的最后一位輸入為止，寄存器的內(nèi)容顛倒過來就是生成的CRC8 校驗(yàn)碼。畢業(yè)設(shè)計(jì)項(xiàng)目所約定的CRC8 生成多項(xiàng)式碼為100000111。運(yùn)算電路圖如圖322所示。CRC串行算法求校驗(yàn)碼的流程圖如圖323所示。圖322串行電路模型圖323 CRC串行算法求校驗(yàn)碼的流程圖根據(jù)該流程圖編寫的模2除法求8位校驗(yàn)碼的程序框圖如圖324所示。圖324 模2除法程序框圖程序執(zhí)行，首先要對移位寄存器進(jìn)行初始化賦值。取布爾數(shù)組的高8位，作為移位寄存器的初始值，進(jìn)入第一次循環(huán)，通過Case結(jié)構(gòu)判斷是否是第一次循環(huán)，若i=0，則是第一次循環(huán)，直接將高8位的值送入后面進(jìn)行運(yùn)算，并且每一位都和0相異或，結(jié)果還是本身。進(jìn)入到下一次循環(huán)式，通過利用數(shù)組子集Array Subset函數(shù)取上次循環(huán)結(jié)果的低7位，利用數(shù)據(jù)插入Insert to Array函數(shù)將布爾數(shù)組第25i位插入到7位數(shù)組的最低位，組成8位的數(shù)組進(jìn)行后續(xù)的運(yùn)算。通過該程序可以求出八位的校驗(yàn)碼，將信息碼左移8位，然后加上8位的校驗(yàn)碼，構(gòu)成帶校驗(yàn)位的發(fā)送信息。圖325為在32位二進(jìn)制數(shù)后面添加8位二進(jìn)制數(shù)的程序框圖。由于可以將布爾數(shù)組轉(zhuǎn)換為數(shù)值，而數(shù)值的最大位數(shù)為32，因此將元素個(gè)數(shù)大于32的數(shù)組轉(zhuǎn)換為數(shù)