【正文】 設(shè)備如終端、打印機(jī)、邏輯分析儀、磁盤等，采用串行方式交換數(shù)據(jù)也很普遍。所以串行接口是微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)常用的接口。需要特別說明的是串口的電平規(guī)范。我們通常所說的設(shè)備的串口都是按照EIA規(guī)定的電氣特性而設(shè)計(jì)的。物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展將串口通訊從原來簡單針對(duì)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。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(shí)現(xiàn)串口通訊與互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合。一般是采用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)將分布于各個(gè)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(jìn)入了集成單元階段，然后各個(gè)管理站點(diǎn)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)(Intranet)。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，遠(yuǎn)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(hù)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。全文大致分為以下幾部分內(nèi)容。論文第二章將介紹串口聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器的概念和原理。第八章將展示文章的相關(guān)成果，供大家參考使用。課題工作主要分為：1） 硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；2） 監(jiān)控軟件設(shè)計(jì)。課題以一臺(tái)GPS時(shí)鐘設(shè)備作為目標(biāo)通訊設(shè)備，通過串口服務(wù)器實(shí)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(yuǎn)程計(jì)算機(jī)。這種結(jié)構(gòu)可用于批量的設(shè)備拷機(jī)測(cè)試或者遠(yuǎn)程站點(diǎn)設(shè)備監(jiān)控，是各種復(fù)雜應(yīng)用的原型基礎(chǔ)。監(jiān)控軟件是指運(yùn)行于計(jì)算機(jī)上，用以連接遠(yuǎn)端串口服務(wù)器并進(jìn)而連接GPS時(shí)鐘設(shè)備的服務(wù)軟件。在這兩項(xiàng)的基礎(chǔ)上，可以擴(kuò)展開發(fā)出功能更為復(fù)雜、應(yīng)用更具針對(duì)性的應(yīng)用軟件。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。它能將多個(gè)串口設(shè)備連接并能將串口數(shù)據(jù)流進(jìn)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(jìn)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。由于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。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。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。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(dá)到通過網(wǎng)絡(luò)來控制串口設(shè)備的目的。針對(duì)串口設(shè)備的通信協(xié)議，設(shè)計(jì)相應(yīng)的監(jiān)控軟件。 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。目前最新的版本是Microsoft Visual C++ 2013。它不但具有程序框架自動(dòng)生成、靈活方便的類管理、代碼編寫和界面設(shè)計(jì)集成交互操作、可開發(fā)多種程序等優(yōu)點(diǎn)，而且通過簡單的設(shè)置就可使其生成的程序框架支持?jǐn)?shù)據(jù)庫接口、OLE2，WinSock網(wǎng)絡(luò)、3D控制界面。比如，它允許用戶進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)試，單步執(zhí)行等。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。 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(tái)下的 Windows應(yīng)用程序和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序，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 2008 包括各種增強(qiáng)功能，例如可視化設(shè)計(jì)器（使用 .NET Framework 加速開發(fā)）、對(duì) Web 開發(fā)工具的大量改進(jìn)，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(qiáng)功能。 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(yùn)行并完全訪問 ASP NET應(yīng)用程序服務(wù)和 Microsoft 平臺(tái)。有時(shí)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(gè)編譯器內(nèi)核，要不有什么用，例如DevC++其中一個(gè)編譯器內(nèi)核就是gcc。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?yàn)镸FC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(duì)性，當(dāng)然也就喪失了一些靈活性和效率但是MFC的封裝很淺，所以效率上損失不大，靈活性還可以，雖然也有很多缺陷，但還是一個(gè)比較好的東西。所謂Windows Object（Windows對(duì)象）是Win32下用句柄表示的Windows操作系統(tǒng)對(duì)象；所謂MFC Object (MFC對(duì)象)是C++對(duì)象，是一個(gè)C++類的實(shí)例，這里（本書范圍內(nèi)）MFC Object是有特定含義的，指封裝Windows Object的C++ Object，并非指任意的C++ Object。 本章主要講述了本課題在軟硬件設(shè)計(jì)方面需要的基礎(chǔ)知識(shí)，包括硬件方面串口聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器的原理及工作模式，以及硬件架構(gòu)。能夠?yàn)楹竺嬷R(shí)的學(xué)習(xí)提供基礎(chǔ)的幫助?？刂凭W(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)采用C/S 模式架構(gòu)。每一臺(tái)連接到串口服務(wù)器上的串口設(shè)備，都具有固定的IP及端口號(hào)。如下圖51所示：圖 01：底層通信原理連接到網(wǎng)絡(luò)中的串口服務(wù)器，需要把串口服務(wù)器設(shè)置成TCP Server模式。3) 在工作模式中把對(duì)應(yīng)的工作模式設(shè)置成TCP Server工作模式4) 保存提交。TCP為面向連接的一種網(wǎng)絡(luò)連接方式，能夠保證數(shù)據(jù)通信的安全性。 TCP socket基本原理TCP socket采用流式套接字進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接。字節(jié)流能確保以正確的順序無重復(fù)地被送達(dá)?？蛻舳送瑯咏⑻捉幼郑?用于向服務(wù)器端發(fā)起連接請(qǐng)求。連接成功后，則服務(wù)器和客戶機(jī)可以進(jìn)行數(shù)據(jù)收發(fā)通信。 基本W(wǎng)indows Socket APIWindows 操作系統(tǒng)提供了很多用于Socket通信的API，可以很方便地開發(fā)Socket通信軟件。WORD wHighVersion。unsigned short iMaxUdpDg。char szDescription[WSADESCRIPTION_LEN+1]。elsechar szDescription[WSADESCRIPTION_LEN+1]。unsigned short iMaxSockets。char FAR * lpVendorInfo。2）WSACleanup 結(jié)束對(duì) Windows Sockets DLL 的調(diào)用函數(shù)原型：int WSACleanup(void)。函數(shù)原型：SOCKET socket(int af, // 地址族，一般是 AF_INETint type , //socket 類型，SOCK_STREAM 或 SOCK_DGRAMint protocol //協(xié)議類型，通常取值 0)。5）bind 將一個(gè)本地地址和一個(gè) SOCKET 描述字連接起來函數(shù)原型：int bind(SOCKET s, // 要綁定的套接字const struct sockaddr FAR* name, // 指向 SOCKADDR 結(jié)構(gòu)的地址int namelen // 地址結(jié)構(gòu)的 sizeof)Tcp/ip SOCKADDR 的結(jié)構(gòu)為struct sockaddr{unsigned short sa_family。}。unsigned short sin_port。char sin_zero[8]。6)listen 設(shè)定 socket 為監(jiān)聽狀態(tài)函數(shù)原型：int listen(SOCKET s, // 進(jìn)行監(jiān)聽的 socketint backlog // 客戶端可以連接的請(qǐng)求個(gè)數(shù))。函數(shù)原型：SOCKET accept(SOCKET s, // 處于監(jiān)聽狀態(tài)的 socketstruct sockaddr FAR* addr, //將要接受地址的 sockaddr 指針int FAR* addrlen //地址的長度)。連接成功后，客戶端用此 socket 與服務(wù)器通信。9)recv 用于接收已經(jīng)建立連接的 socket 數(shù)據(jù)信息函數(shù)原型：int recv(SOCKET s,char FAR* buf, //接收數(shù)據(jù)緩沖區(qū)int len ,// 緩沖區(qū)長度int flags //有 MSG_PEEK 和 MSG_OOB)。返回值：發(fā)送的字節(jié)數(shù)11 ）WSAAsyncSelect 要求 socket 在有事件發(fā)生時(shí)通知使用者，本函數(shù)將套接口設(shè)置成為非阻塞方式。12）sendto 向目標(biāo)地址發(fā)送數(shù)據(jù)信息函數(shù)原型：int sendto(SOCKET s,const char FAR * buf,int len,int flags,const struct sockaddr FAR * to,int tolen)。 MFC下的 Socket編程類 MFC 提供了兩個(gè)類用以支持套接字編程，它們是 CAsyncSocket 類和 CSocket 類。CAsyncSocket 類適合哪些對(duì)網(wǎng)絡(luò)通信細(xì)節(jié)很了解， 但希望利用回調(diào)的便利通知網(wǎng)絡(luò)事件的程序員使用。CAsyncSocket 類是 MFC 在方便性與靈活性中的一種折衷方案。2）CSocket 類CSocket 類是 CAsyncSocket 類的派生類，它致力于提供比 CAsyncSocket 類更高的抽象性，使得網(wǎng)絡(luò)編程變得簡單方便。在流方式的通信模式下， CSocket 類通常會(huì)與 CArchive 類結(jié)合， 以串行化的方式發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，這使得網(wǎng)絡(luò)編程變得像讀寫文件一樣簡單了。只要建立了兩者的聯(lián)系，然后往“數(shù)據(jù)緩沖區(qū)”裝入數(shù)據(jù)與取出數(shù)據(jù)就完成了。流式套接字Socket編程是基于Client/Server模式，其編程主要包括客客戶機(jī)和服務(wù)器端的編程?？蛻魴C(jī)端編程步驟：1）加載套接字庫，創(chuàng)建套接字(WSAStartup()/socket())；2）向服務(wù)器發(fā)出連接請(qǐng)求(connect())；3）和服務(wù)器端進(jìn)行通信(send()/recv())；4）關(guān)閉套接字，關(guān)閉加載的套接字庫(closesocket()/WSACleanup())。以GPS頻標(biāo)時(shí)標(biāo)同步信號(hào)源為例，介紹串口設(shè)備聯(lián)網(wǎng)TCP Client端編程的具體實(shí)現(xiàn)。在串口設(shè)備實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)模型中，Client端接收數(shù)據(jù)處理，主要方式有兩種。當(dāng)串口連接到網(wǎng)絡(luò)的串口設(shè)備比較多時(shí)，則可以通過多線程的方式來進(jìn)行接收數(shù)據(jù)的處理。WSAAsyncSelect()函數(shù)如下：intPASCAL FAR WSAAsyncSelect (SOCKET s,HWND hWnd,unsigned int wMsg,long lEvent)。注冊(cè)號(hào)網(wǎng)絡(luò)實(shí)際后，在程序中添加自定義OnSocket消息響應(yīng)函數(shù)，則可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的收發(fā)。添加OnSocket（）函數(shù)消息映射：O