多串口数据采集客户端设计和实现

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1、多串口数据采集客户端设计和实现　　摘要：在自动化监控系统中，使用串口采集终端设备的数据是必不可少的。该文结合实际项目需求开发了一套支持多线程、多串口的数据采集客户端软件。关键词：自动化监控系统；多线程；多串口中图分类号：TP391文献标识码：A文章编号：1009-3044（2013）27-6182-031概述在工业控制与自动化监控系统中，终端设备的数据采集传输是必不可少的。而串口由于通信方便，编程灵活，在工业控制中应用十分普遍。该文根据实际，需要结合RS-232C串口协议标准，设计并实现了一款能够同时接入多种不同设备的多串口数据采集软件，使用的开发工具为Borland公司

2、的Borlandc++builder6.0。2RS-232-C的基本参数设置和客户端的实现方法2.1串口基本参数设置6在异步串口通信中，端口能在一根线上发送数据同时在另一根线上接收数据。主要用到3根信号线：信号地SG，发送线TxD，接收线RxD。而其它的信号线主要用于硬件握手，都不是必须的。串口通信需要设置的通信参数为：波特率、数据位、停止位和奇偶校验。在两个进行通信的端口中，所有的参数都必须匹配，否则通信将不能正常进行。波特率：表示串口通信速度的参数，它表示每秒钟传送的bit的个数。最常用的标准波特率是300、600、1200、2400、4800、9600、19200、

3、38400、57600和115200等，该文中使用的一般RTU终端的波特率为9600，卫星接收器终端的波特率为19200，电台接收终端的波特率为1200。具体的数值需要根据实际情况而定。数据位：衡量通信中实际数据位的参数。在串口通信中实际的数据位数值主要由所选择的通信协议来决定。一般的值为5、6、7和8，该文中所有串口的数据位都为8。停止位：表示单个数据包的最后一位。常用值为1，1.5和2位。该文所有串口的停止位值都为1。校验位：串口通信中一种常用的简洁数据检错方式。常用的校验方式有：偶校验（even）、奇校验（odd）、无校验（noparity）、space校验位总为0

4、和mark校验位总为1。该文所有串口的校验位均为无校验（noparity）。2.2数据采集客户端的实现方法2.2.1串口通信程序的开发法在Windows系统下开发串口通信程序的方法一般有以下几种：61）使用串口控件。1）利用微软提供的串口通信控件MSComm，可以非常简单地实现串行通信。使用MSComm实现串口编程十分简单，但是存在实时性不高、高速通信时准确率较差和处理速度较慢等缺点；另外，由于其本身存在一定的内存泄露，在长期运行的系统中有时会造成系统崩溃[1]。2）使用SPCOMM控件，主要在Borland公司的Borlandc++builder6.0、Delphi7.

5、0的快速开发环境中使用。2）利用WindowsAPI函数进行串口程序设计，具有很强的灵活性，可以满足对实时性要求较高的需求，但是要求软件开发人员对Windows程序的开发流程和串口开发对应的WindowsAPI接口函数非常了解。3）利用C语言对UART内部寄存器的读出或写入操作，实现相应的异步串口编程。这样实现的程序效率比较高，但是要求软件开发人员对硬件电路的结构原理非常了解，编程的难度比较高。4）利用第三方开发的串口开发包来实现串口通信程序开发，开发方便简洁。但是有些开发包是需要付费购买的，如Msmulticomms.dll，Msmulticomms.lib，Multi

6、comms.h等；RemonSpekreijse编写了一个CSerialPort串口类，则是一个可以免费使用的多线程的串口类。2.2.2串行通信协议及开发步骤串口的通讯协议主要分为两种：同步协议和异步协议。同步协议中，不论单线程还是多线程方式中，API函数都会阻塞监听线程；而异步协议中，API6函数会立即返回，操作在后台进行，避免线程的阻塞。在开发串口程序的过程中不论采用同步方式还是异步方式，基本的开发流程都是一样的，都需要如图1所示的四个步骤来完成，但是在实际的应用中一般采用的都是异步方式，该文采用的也是异步方式。3多串口客户端的实现3.1多串口数据采集客户端开发流程根

7、据我们实际项目的需求，我们的数据采集客户端软件需要同时接入多套RTU，雨量计、温度传感器，电磁流速仪等设备，而且每套设备的通讯协议又各不相同，单纯的使用MSComm控件或者SPCOMM控件都不能够满足使用要求。结合实际情况，在实现的时候同时参考了SPCOMM和CSerialPort串口类的实现方法，我们自定义一个能够满足我们实际需求的多线程多串口的串口类。根据上文中对串口程序基本开发流程的论述，以及我们实际项目的需求，要满足这些要求，那么我们的数据采集客户端软件必须具有多线程、多串口通信的能力，由此可以得出我们的数据采集客户端