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            鐵路雨量監(jiān)測系統(tǒng)中的遠程通信

            作者: 時間:2004-12-07 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
            摘要:給出一種用于的分布式計算機和單片機網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。重點介紹單片機及計算機的MODEM軟件處理方法,并給出部分應(yīng)用程序供讀者參考。本成功應(yīng)用于部門的。

            關(guān)鍵詞:單片機 MODEM VB

            引言

            部門的是有關(guān)安全的一個重要環(huán)節(jié)。由過多引起的洪水會影響鐵路路基,引發(fā)列車交通事故。因此,為了確保交通命脈的安全,應(yīng)及時將鐵路沿線的雨量反饋至鐵路管理部門。過去雨量監(jiān)測是由各站點人工抄記雨量監(jiān)測儀表數(shù)據(jù),再匯總鐵路管理部門。顯然信息傳送不及時,且存在人為因素,備案困難。

            微型計算機的發(fā)展和計算機通信技術(shù)的提高,使得各種信息采集的自動化、實時性變?yōu)榭赡堋W髡叱晒Φ剡\用微型計算機和單片機組成主從式微機網(wǎng)絡(luò),將鐵路雨量監(jiān)測構(gòu)成一個分布式雨量監(jiān)測。該系統(tǒng)將單片機雨量監(jiān)測儀采集的數(shù)據(jù),自動地由MODEM匯集到系統(tǒng)主計算機,從而使幾百公里長的遠程通信既經(jīng)濟又可靠,大大提高了鐵路部門抗災(zāi)的能力。

            一、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計

            雨量監(jiān)測系統(tǒng)是由微型計算機和單片機組成的主從式微機網(wǎng)絡(luò)。以單片機為核心的雨量監(jiān)測儀分布在鐵路各站點。該儀器功能有采集雨量、存儲雨量信息、雨量報警、現(xiàn)場雨量曲線打印以及通信。管理部門以個人計算機為系統(tǒng)主機。雨量監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

            從圖1中看出系統(tǒng)主機直接與單片機建立通信聯(lián)系。由于各站點遠離系統(tǒng)主機,在不附加外部連線等硬件設(shè)施基礎(chǔ)上,利用單片機加MODEM方式以及電話線實現(xiàn)單片機遠程。系統(tǒng)主機可對各站部的單片機雨量監(jiān)測儀進行各種設(shè)置及數(shù)據(jù)采集,單片機雨量監(jiān)測儀根據(jù)雨量情況也可自動向系統(tǒng)主機發(fā)送當(dāng)前雨量數(shù)據(jù),這樣就可做到及時提供現(xiàn)場的雨量情況。

            二、單片機雨量監(jiān)測儀及其遠程通信

            各站點的雨量監(jiān)測儀以8051系列單片機為CPU,輔以定制的液晶顯示器、SRAM、熱敏式繪圖儀、雨量傳感器等,其原理框圖如圖2所示。圖中W87E58是MCU,它兼容MCS-51單片機并具有32KB片內(nèi)EEPROM。

            單片機遠程通信由ST16C450連接MODEM實現(xiàn)。ST16C450是一種通用異步接收發(fā)送器,內(nèi)部有10個寄存器,其中有MODEM控制寄存器和MODEM狀態(tài)寄存器。MCU通過這2個寄存器的操作實現(xiàn)對MODEM的控制并了解MODEM的工作狀態(tài),從而順利進行數(shù)據(jù)通信。ST16C450進行通信前首先要對其進行初始化,即設(shè)置波特率、通信數(shù)據(jù)格式、是否使用中斷等。ST16C450初始化后可采用程序查詢或中斷方式進行通信。

            MODEM的使用主要有以下4個操作:

            ①初始化MODEM;

            ②撥號;

            ③應(yīng)答到來的呼叫;

            ④掛斷線路,使MODEM回到AT命令狀態(tài)。

            MODEM的控制由Hayes AT命令集完成,程序可直接發(fā)送(以AT字符開始再加命令和參)數(shù)給MODEM。但是,AT命令無法完成系統(tǒng)間的文件傳送,發(fā)送或接收文件必須由通信軟件按預(yù)先規(guī)定的通信協(xié)議完成。

            MODEM初始化命令串"ATFS0=3","F"重置MODEM,"S0=3"表示應(yīng)答鈴響3次。雨量監(jiān)測儀MODEM初始化子程序如下:

            MSTR:MOV R4,#0

            MST0:MOV DPTR,#P3FE ;MODEM狀態(tài)寄存器地址

            MST1:MOVX A,@DPTR

            ANL A,#30H

            CJNE A,#30H,MST1

            MOV DPTR,#P3FD ;通信線狀態(tài)寄存器

            MST2:MOVX A,@DPTR

            JNB ACC.5,MST2

            MOV DPTR,#MTAB

            MOV A,R4

            MOVC A,@A+DPTR

            JZ MST3

            MOV DPTR,#P3F3 ;數(shù)據(jù)發(fā)送保持寄存器

            MOVX @DPTR,A

            INC R4

            SJMP MST0

            MST3:RET

            MTAB:DB 41H,54H,26H,53H,30H,3DH,33H

            DB 0DH,0 ;ATFS0=3

            子程序執(zhí)行后MODEM應(yīng)答"OK",表示初始化完成。

            MODEM撥號命令串"ATDTxxxxx",xxxxx是電話號碼;撥號成功時MODEM將應(yīng)答以"CONNECT"字符開始的字符串。單睡機與系統(tǒng)主機連接完成后,按通信協(xié)議所規(guī)定的數(shù)據(jù)串通信交換數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)通信結(jié)束后,程序發(fā)送掛斷線路命令串"+++ATH0",MODEM自動斷線,從而完成1次通信。

            三、系統(tǒng)主機與雨量監(jiān)測儀的通信

            系統(tǒng)主機軟件用VB5.0編制,運行于Windows 95環(huán)境。整個軟件由通信、日報表、月報表、年報表、設(shè)定、曲線圖、報警等模塊組成,操作平臺如圖3所示。主機可與30個站點的雨量監(jiān)測儀連接。

            程序中使用MSComm控件,通過向連接在串行口上的MODEM發(fā)送AT命令來控制。主機通信狀況分為2類:主動通信和被動通信。下面分別加以介紹。

            1.主動通信

            主機向站點雨量監(jiān)測儀傳送報警設(shè)定值及收集當(dāng)天或前天的雨量數(shù)據(jù)時稱為主動通信。電話圖標(biāo)表示各站點的雨量監(jiān)測儀,一旦被選中,程序就發(fā)出"ATDTxxxxx"撥號命令,雨量監(jiān)測儀MDOEM處于自動應(yīng)答方式被連接。MODEM連接成功后,主機會收到"CONNECT 4800"信息,此時,主機就可以向站點發(fā)送命令和數(shù)據(jù)串。如果站點接收到正確數(shù)據(jù),根據(jù)命令代碼(由通信協(xié)議規(guī)定)就可知道主機是要設(shè)定參數(shù)還是要收集當(dāng)天或前天的雨量數(shù)據(jù)。若是收集雨量數(shù)據(jù),站點雨量監(jiān)測儀將雨量數(shù)據(jù)傳送給主機;主機收到站點正確的雨量數(shù)據(jù)后,向MODEM發(fā)送"+++ATH0"離線掛機命令,結(jié)束本次通信。

            主站發(fā)送的數(shù)據(jù)串里包括站點號、通信代碼、當(dāng)前日期和時間、警戒值及校驗和等信息。用@K和@J作為開始和結(jié)束標(biāo)志。

            下面是主動通信的主要源程序:

            Private Sub 主動通信(發(fā)送代碼)

            Dim i,j,ss,FsStr,ret

            設(shè)置充許通信False

            For i=0 T0 29 '工區(qū)數(shù)

            If工區(qū)選中(i)Then

            顯示信息"撥號到"+工區(qū)名(i)+"..."

            FsStr="ATDT"+電話號碼(i)+vbCr

            '撥號的AT命令

            ret=發(fā)送AT命令(FsStr,"CONNECT",60000)

            '發(fā)送撥號命令,限時60s

            If ret="正常"Then

            FsStr=Format(i,"00")+發(fā)送代碼

            '發(fā)送字符串組合

            FsStr=FsStr+Format(Now,"yymmddhhmmss")

            FsStr=FsStr+設(shè)定值

            FsStr=FsStr+計算累加和(FsStr)

            FsStr="@K"+FsStr+"@J"

            ret=發(fā)送AT命令(FsStr,"@J",5000)

            '發(fā)送數(shù)據(jù),等待接收串結(jié)束符@J

            If InStr(接收串,"@KCUO@J")Then

            '收到下位機的返回是"錯"

            顯示"返回有錯."信息處理

            Else

            處理接收串 '下位機接收正確

            End If

            顯示"掛機..."信息處理

            ret=發(fā)送AT命令("+++","OK",3000)

            '掛機,等待OK,限時3S

            ret=發(fā)送AT命令("ATH0"+vbCrLf,"OK",3000)

            End If

            End If

            Next i

            End Sub

            2.被動通信

            當(dāng)站點監(jiān)測到雨量超過警戒值時,就主動撥號給主機,對主機而言就是被動通信。平時主機MODEM也處于自動應(yīng)答狀態(tài),隨時可以接收站點呼叫。主機程序接收到正確數(shù)據(jù)串后,將數(shù)據(jù)記錄到相應(yīng)文件中保存,點亮操作平臺上該站點的報警指示燈提醒用戶,同時向站點發(fā)送"接收正確"的信息。站點收到主機正確信息后向MODEM發(fā)送"+++ATH0"離線掛機命令,結(jié)束本次通信。站點發(fā)來的數(shù)據(jù)串里包括站點號、通信代碼、各種雨量數(shù)據(jù)、報警數(shù)據(jù)及校驗和等信息。用@K和@J作為開始和結(jié)束標(biāo)志。

            被動通信部分的主要源程序如下:

            Private Sub MSComm1_OnComm()

            Dim strSh,Shc

            Shc=MSComm1.InBufferCount '取接收字符個數(shù)

            If Shc>0 Then

            strSh=MSComm1,Input '取本次接收串

            接收串=接收串+strSh

            If InStr(接收串,"RING")Then '若是電話鈴響

            顯示"接收數(shù)據(jù)..."信息算是 '顯示接收數(shù)據(jù)信息

            接收串=""

            End If

            If InStr(接收串,"@J")Then '收到接收串結(jié)束答@J

            處理接收串 '處理接收串

            End If

            End If

            End Sub

            結(jié)束語

            本系統(tǒng)已成功應(yīng)用于鐵路部門。它具有實時性好、信息傳送距離遠、可靠性高、電路簡單、投資少等優(yōu)點。它可推廣用于其他需要信息采集及遠程通信的部門,如氣象部門溫度和風(fēng)速收集、水文部門水位和雨量監(jiān)測;電力部門電網(wǎng)監(jiān)測等。



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