【正文】 s SerialPort Based on VC++, Computer Science and Engineering, 2009. WCSE 39。10, ,2010.[17]Machacek,J.。 Zhu Dongmei 。最后，向百忙之中審閱本文的各位老師致以崇高的敬意和深深的謝意！ 作者 郭一君 2014年6月13日 參考文獻(xiàn)[1] 殷倫，王英民. 串口聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在遠(yuǎn)程設(shè)備控制中的應(yīng)用. 電聲技術(shù) 2007第31卷 第12期[2]閆保中，張磊，閆鑫，YAN Baozhong，ZHANG Lei，YAN Xin – 串口服務(wù)器在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的應(yīng)用《應(yīng)用科技》 2008年12期[3]王廣璞 – 串口服務(wù)器的工作原理《科學(xué)時(shí)代》 2012年22期[4]路鎮(zhèn)，高源，董彬，Lu zhen，Gao yuan，Dong bin – 基于以太網(wǎng)的虛擬串口遠(yuǎn)程通訊實(shí)現(xiàn)《中國(guó)科技信息》 2010年5期[5]仇志金，Chou zhijin， 機(jī)房監(jiān)控高性能采集軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)中國(guó)海洋大學(xué)[6]黃麗娥，Huang lie，網(wǎng)口虛擬串口通信技術(shù)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[7]崔紅志，索巖. 基于API的Win32串口通信編程技術(shù)《科技信息》2010年7期[8]陳傳波，杜娟，張智杰WIN32下基于RS232C協(xié)議的串口通信方法及應(yīng)用研究《南昌大學(xué)學(xué)報(bào)工科版》2005年9月 第27卷 第3期[9]趙曉輝，陳艷萍，張科英，張東紅基于VC++環(huán)境下串口通信程序的研究與實(shí)現(xiàn)《科技信息》2010年 第一期[10]公丕波，好金明，朱偉剛GPS接收機(jī)與PC機(jī)間串口通信的實(shí)現(xiàn)《海洋測(cè)繪》2005年5月 第25卷 第3期[11]王硯秋基于串口通信的人機(jī)交互系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)華中科技大學(xué)碩士學(xué)位論文[12]邱建華，彭志豪串口通信技術(shù)在Visual C++中的實(shí)現(xiàn)《軟件工程師》2010年Z1期[13]姬延軍，劉伯峰，尹振壽基于VC++的串口通信技術(shù)《機(jī)械》2011年S1期[14]王嬌，姚竹亭基于VC++《電子測(cè)試》2009年11期[15]王麗萍基于VC串口通信的實(shí)現(xiàn)《電腦學(xué)習(xí)》2007年03期[16]Su Xunwen 。其中要特別感謝辛菁老師在各方面對(duì)于我的關(guān)心、幫助和指導(dǎo)，以及在我論文修改方面提出了寶貴意見；還要特別感謝校外畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師劉晉老師在選題、研究及論文方面對(duì)我的悉心幫助和指導(dǎo)。 致謝畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束，由于大家的關(guān)心、幫助、指導(dǎo)，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)得以順利地進(jìn)行。因此，需優(yōu)化串口通訊的多線程處理，滿足多串口同時(shí)通訊的需要。 需進(jìn)一步研究的問題本課題僅完成了最基本的串口通訊遠(yuǎn)程實(shí)現(xiàn)，對(duì)于實(shí)際應(yīng)用還有一些需要實(shí)際考慮和完善的問題：1） 軟件的編寫是基于單串口通訊處理的。課題研究表明，串口雖然是一個(gè)較低速率的簡(jiǎn)單通訊方式，但在當(dāng)今的網(wǎng)絡(luò)甚至是物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，其仍然是不可或缺的一種通訊手段，而實(shí)現(xiàn)串口通訊的遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng)是順應(yīng)技術(shù)和應(yīng)用發(fā)展的一種切實(shí)需要。2） 對(duì)串口通訊的聯(lián)網(wǎng)方案進(jìn)行了研究，提出了基于串口聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器的解決方案。到此，本文的內(nèi)容已經(jīng)基本完成，所做工作如下：1） 查閱了大量國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)資料，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)、遠(yuǎn)程監(jiān)控、串口通訊等重要概念進(jìn)行了多方查證研究。下一步還需繼續(xù)將課題成果向?qū)嵱没?、?fù)雜化方向延伸，實(shí)現(xiàn)更多結(jié)構(gòu)復(fù)雜數(shù)量龐大的串口聯(lián)網(wǎng)通訊功能。本課題設(shè)計(jì)了一種串口聯(lián)網(wǎng)硬件結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行了計(jì)算機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)。物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，串口作為物聯(lián)的最后100米連接辦法，仍將在專業(yè)領(lǐng)域得到大量應(yīng)用。 第六章 結(jié)論 成果展示 啟動(dòng)程序連接互聯(lián)網(wǎng)后，輸入IP 地址及端口號(hào)后，點(diǎn)擊查詢，之后會(huì)與遠(yuǎn)端的GPS時(shí)鐘設(shè)備及串口聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器相連接，通過發(fā)送數(shù)據(jù)，設(shè)備在接受數(shù)據(jù)后，相應(yīng)的發(fā)送回我們所需要的數(shù)據(jù)。主要包括：1） 串口通訊數(shù)據(jù)發(fā)送監(jiān)視窗口2） 串口通訊數(shù)據(jù)接收監(jiān)視窗口3） 數(shù)據(jù)幀內(nèi)容解析顯示窗口4） 串口服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)配置窗口5） 串口通訊其它配置窗口6） 串口設(shè)置窗口（預(yù)留）7） 數(shù)據(jù)記錄功能窗口（預(yù)留） 本章主要講述了通過用Visual C++ ，來進(jìn)行軟件的人機(jī)交互設(shè)計(jì)。由于發(fā)送內(nèi)容固定，因此不設(shè)計(jì)控制命令輸入串口，僅需完成相關(guān)數(shù)據(jù)內(nèi)容顯示、發(fā)送控制等界面設(shè)計(jì)。 課題的人機(jī)界面設(shè)計(jì)本課題采用固定的查詢指令，向GPS時(shí)鐘進(jìn)行自動(dòng)或手動(dòng)的發(fā)送。Visual C++ 編譯器和MFC框架極大地提高了界面程序的開發(fā)效率。軟件開發(fā)人員可以根據(jù)需要在函數(shù)中提供實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能。選擇需要進(jìn)行響應(yīng)的消息，點(diǎn)擊 Add Function，彈出添加響應(yīng)函數(shù)的對(duì)話框，如下圖所示：點(diǎn)擊OK，則添加添加消息響應(yīng)函數(shù)成功。 在Visual C++ ，點(diǎn)擊“查看”建立類向?qū)?，或直接“Ctrl+W”快捷鍵，彈出類向?qū)?duì)話框，在類向?qū)е锌梢詾閼?yīng)用程序添加新的類，可以為控件和對(duì)畫框添加消息響應(yīng)函數(shù)，綁定成員變量。如下圖所示。點(diǎn)擊右鍵，選中屬性，彈出如下對(duì)話框按鈕控件屬性對(duì)話框?？丶㈨憫?yīng)是Visual C++開發(fā)中最常用到的一種響應(yīng)機(jī)制，其消息響應(yīng)添加步驟如下：1） 設(shè)置控件ID和文本標(biāo)題以按鈕控件為例，在右側(cè)功率欄中，把按鈕控件拖動(dòng)到窗口界面中。 消息響應(yīng)函數(shù)添加與實(shí)現(xiàn)利用Visual C++，快速地對(duì)布局在界面的控件、對(duì)話框等添加消息響應(yīng)函數(shù)。如下圖所示。該對(duì)話框顯示了應(yīng)用程序創(chuàng)建的MFC類和文件。后續(xù)彈出的對(duì)話框如下所示：5） 所有選擇保存默認(rèn)，點(diǎn)擊下一步。應(yīng)用程序開發(fā)這可以根據(jù)需要進(jìn)行相應(yīng)的選擇。3） 選擇基于對(duì)話框，點(diǎn)擊下一步，彈出應(yīng)用程序外觀設(shè)置。1） 運(yùn)行Visual C++。 Visual C++Visual C++。利用類向?qū)?，可以方便地新建基于單文檔、多文檔及基于對(duì)話框的界面應(yīng)用程序。消息映射包含了一個(gè)或多個(gè)宏，用以指定哪個(gè)函數(shù)處理哪個(gè)消息。微軟基礎(chǔ)類庫(kù)提供了為基于消息的編程而優(yōu)化的編程模式。 初始化流程及消息循環(huán)機(jī)制基于MFC的對(duì)話框應(yīng)用程序的初始化流程及消息循環(huán)機(jī)制的過程如圖82所示：圖 02：MFC消息循環(huán)機(jī)制由于Windows是一個(gè)面向消息的操作系統(tǒng)，在Windows環(huán)境下很大一部分編程工作涉及消息處理。這些類中有許多，包括CFrameWnd,CMDIFrameWnd,CMDIChildWnd,CView和CDialog,被用來進(jìn)一步派生。當(dāng)用戶關(guān)閉你的子窗口時(shí)，應(yīng)銷毀CWnd對(duì)象，或者調(diào)用DestroyWindow成員函數(shù)以清除窗口并銷毀它的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。程序開發(fā)者可以經(jīng)過兩個(gè)步驟來創(chuàng)建一個(gè)子窗口。先從CWnd繼承一個(gè)類，然后在派生類中加入成員變量以保存與你的應(yīng)用程序有關(guān)的數(shù)據(jù)。程序開發(fā)者可以在派生類中重載OnMessage成員函數(shù)以處理成員的特定消息。CWnd類和消息映射機(jī)制隱藏了WndProc函數(shù)。另一方面，Windows的窗口是Windows的一種內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它是由CWnd的Create成員函數(shù)創(chuàng)建的，而由CWnd的虛擬析構(gòu)函數(shù)銷毀。CWnd對(duì)象與Windows的窗口不同，但是兩者有緊密聯(lián)系。其主要的成員函數(shù)如表91所示：數(shù)據(jù)成員名稱作用入描述m_pszAppName指定了應(yīng)用程序名稱m_hInstance標(biāo)識(shí)了應(yīng)用程序的當(dāng)前實(shí)例m_lpCmdLine指示一個(gè)以 NULL結(jié)尾的字符串，指向應(yīng)用程序的命令行m_nCmdShow指示最初如何顯示窗口m_pszExeName應(yīng)用程序的模塊名稱m_pszHelpFilePath應(yīng)用程序的幫助文件路徑m_pszProfileName 表91 CWinApp主要成員函數(shù)除了CWinApp的成員函數(shù)以外，微軟基礎(chǔ)類庫(kù)還提供AfxGetApp等全局函數(shù)，用于訪問你的CWinApp對(duì)象以及其它全局信息。基于框架建立的應(yīng)用程序必須有一個(gè)（且只能有一個(gè)）從 CWinApp 派生的類的對(duì)象。圖 01：MFC類庫(kù)層次結(jié)構(gòu)圖（部分）1）CWinApp類每個(gè)應(yīng)用程序從類 CWinApp 派生出自己的應(yīng)用程序類，并定義一個(gè)全局的對(duì)象。圖81為從MFC類庫(kù)截取的部分類的層次結(jié)構(gòu)圖。Microsoft Visual C++提供了相應(yīng)的工具來完成這個(gè)工作：AppWizard可以用來生成初步的框架文件（代碼和資源等）；資源編輯器用于幫助直觀地設(shè)計(jì)用戶接 口；ClassWizard用來協(xié)助添加代碼到框架文件；最后，編譯，則通過類庫(kù)實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用程序特定的邏輯。MFC (Microsoft Foundation Class Library)中的各種類相互結(jié)合起來構(gòu)成了一個(gè)應(yīng)用程序框架，它的目的就是讓程序員在此基礎(chǔ)上來建立Windows下的應(yīng)用程序，這是一種相對(duì)SDK來說 更為簡(jiǎn)單的方法。而且C++本身所具備的超越C語(yǔ)言的特性都可以使開發(fā)者編寫出更易用，更靈活的代碼。另外，MFC利用C++的封裝功能使開發(fā)者擺脫Windows中各種句柄的困擾，只需要面對(duì)C++中的對(duì)象，這樣一來使開發(fā)更接近開發(fā)語(yǔ)言而遠(yuǎn)離系統(tǒng)。串口設(shè)備網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)系統(tǒng)中，主要利用Visual C++ 。API再次封裝，所以MFC相對(duì)于WINAPI方式，另一種則是MFC方式，傳統(tǒng)的WIN 這些組件通過一個(gè)名為Developer Studio的組件集成為和諧的開發(fā)環(huán)境。Visual C++++ 編譯器，而且是一個(gè)基于Windows操作系統(tǒng)的可視化集成開發(fā)環(huán)境（integrated development environment，IDE）。雖然微軟公司推出了 Visual C++.NET(Visual C++)，但它的應(yīng)用的很大的局限性，只適用于Windows 2000、Windows XP和Windows 。Visual C++是一個(gè)功能強(qiáng)大的可視化軟件開發(fā)工具。VC++編譯器和MFC框架，為串口設(shè)備網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)系統(tǒng)的界面開發(fā)提供了方便。 第五章 人機(jī)交互設(shè)計(jì)串口設(shè)備網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)系統(tǒng)中，主要的一部分是上位機(jī)人機(jī)交互的設(shè)計(jì)。之后，學(xué)習(xí)了在接收到幀數(shù)據(jù)后是如何對(duì)其進(jìn)行解析。本章主要講述了幀數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)，然后依據(jù)其結(jié)構(gòu)，引出在接收幀數(shù)據(jù)時(shí)，所需要的各個(gè)步驟。(%d, m_RecvData[6])。對(duì)此三個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，利用函數(shù)解析后，顯示到列表控件響應(yīng)的位置，如下：(%d, m_RecvData[4])。GPS設(shè)備中協(xié)議中，時(shí)間部分協(xié)議如下： 以GPS協(xié)議接收數(shù)據(jù)的時(shí)間幀為例，DisPlay()函數(shù)解析時(shí)間過程如下：1） 判斷是否是時(shí)間幀：時(shí)間幀的控制字為0x81，而控制字存在m_RecvData[128]數(shù)組的第3個(gè)字節(jié)，即m_RecvData[2]中，所以第一步判斷m_RecvData[2]的數(shù)據(jù)，若其為0x81，則對(duì)其按時(shí)間幀進(jìn)行解析2） 時(shí)分秒的解析根據(jù)協(xié)議，數(shù)據(jù)項(xiàng)長(zhǎng)度為3個(gè)字節(jié)，存儲(chǔ)在m_RecvData[128]數(shù)組的第57個(gè)字節(jié)中。若通過狀態(tài)機(jī)的驗(yàn)證，則接收數(shù)據(jù)正確，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解析。幀頭（1）地址（1）控制字（1）數(shù)據(jù)長(zhǎng)度（1）數(shù)據(jù)（N）CRC16校驗(yàn)（2） GPS串口設(shè)備中，其發(fā)送的數(shù)據(jù)幀格式為：根據(jù)協(xié)議，設(shè)計(jì)了6個(gè)狀態(tài)的狀態(tài)機(jī)，用于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證：Waiting：數(shù)據(jù)等待狀態(tài)，當(dāng)接受到數(shù)據(jù)時(shí)，則根據(jù)判斷流轉(zhuǎn)到下一個(gè)狀態(tài)BYTE_HEAD：幀頭驗(yàn)證狀態(tài)BYTE_ADDR: 地址驗(yàn)證狀態(tài)BYTE_CONTROL:控制字驗(yàn)證狀態(tài)BYTE_LENGTH:數(shù)據(jù)長(zhǎng)度驗(yàn)證狀態(tài)BYTE_DATA:數(shù)據(jù)項(xiàng)驗(yàn)證狀態(tài)BYTE_CRC:校驗(yàn)碼驗(yàn)證狀態(tài)整個(gè)狀態(tài)機(jī)的流轉(zhuǎn)過程如下圖所示圖 01：串口數(shù)據(jù)接收及驗(yàn)證機(jī)制OnSocket（）函數(shù)接收到字符數(shù)據(jù)以后，把接收到的字符存入到事先定義好