遠(yuǎn)程維護系統(tǒng)串口通信協(xié)議研究

李青林 張萍

摘 要伴隨著如今不斷發(fā)展進(jìn)步的科學(xué)技術(shù)水平以及不斷增強的我國整體經(jīng)濟實力，目前，對于遠(yuǎn)程設(shè)備進(jìn)行維護以及控制的整體目標(biāo)，我國就遠(yuǎn)程維護及控制的相關(guān)功能作為基礎(chǔ)，開發(fā)出了5種高效幀結(jié)構(gòu)，并且設(shè)置了遠(yuǎn)程通訊協(xié)議相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)制度，建立起了遠(yuǎn)程維護控制系統(tǒng)，令不同的裝備間在串口通訊協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)上實現(xiàn)了統(tǒng)一，進(jìn)而在一定程度上實現(xiàn)了共享信息以及遠(yuǎn)程維護。

【關(guān)鍵詞】串口通信協(xié)議 遠(yuǎn)程維護系統(tǒng) 研究

為了可以實現(xiàn)對一些比較重要的設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測以及維修養(yǎng)護，并實現(xiàn)無人監(jiān)視和無人控制的最終目標(biāo)，需要建設(shè)并完善與之有關(guān)的維護系統(tǒng)。建設(shè)起遠(yuǎn)程維護的系統(tǒng)，首先要做的就是處理裝備信息接口的統(tǒng)一性，打造比較統(tǒng)一的通訊協(xié)議方面的問題。在計算機的控制下，串行通信接口為非常主要的接口，結(jié)合裝備實際情況來實現(xiàn)計算機與裝備間的通訊和交流，進(jìn)而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。

1 分析并建立串口通訊協(xié)議

1.1 分析

整體上來看，串口通訊協(xié)議設(shè)計主要是在面向連接服務(wù)的基礎(chǔ)之上的。任何裝備對于通信協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)都是不同的，這是因為各個研制裝備的單位往往都會結(jié)合自身的需求以及實際設(shè)計型號來制定的，對于信息幀結(jié)構(gòu)也有較多不同的種類，同時在通訊協(xié)議中，各個部分內(nèi)容當(dāng)中位數(shù)也有一定的差異，對數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼的方式自然也不一樣。所以，并不能實現(xiàn)不同裝備之間信息共享的操作。另外，還有一部分裝備并沒有設(shè)置信息接口，導(dǎo)致設(shè)備數(shù)據(jù)無法進(jìn)行傳輸，自然就無法實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制設(shè)備。

1.2 建立

結(jié)合裝備運行的實際情況，制定通訊協(xié)議需要令其能夠?qū)崿F(xiàn)對遠(yuǎn)程設(shè)備進(jìn)行控制以及維護的功能，還要在此基礎(chǔ)之上確保空間充足，以便設(shè)備進(jìn)行功能擴展，在通訊協(xié)議當(dāng)中，還需要擁有控制設(shè)備、監(jiān)視參數(shù)、設(shè)置參數(shù)等有一定關(guān)聯(lián)的內(nèi)容。對現(xiàn)有裝備所擁有的通訊協(xié)議進(jìn)行分析和設(shè)計的基礎(chǔ)之上，構(gòu)建出能夠滿足裝備的實際情況的一個通訊協(xié)議規(guī)范，它可以比較嚴(yán)格地對信息幀格式和其他的幀格式之間位數(shù)展開規(guī)定，按照協(xié)議，可以將其分成五類不同的幀結(jié)構(gòu)，不同的幀結(jié)構(gòu)設(shè)計類型都會和硬件間優(yōu)化融合綜合起來進(jìn)行考慮。

2 設(shè)計分析五種幀結(jié)構(gòu)

2.1 握手類

這種幀結(jié)構(gòu)直接將設(shè)備和接口連接起來，信息接口會定時傳送詢問幀到設(shè)備當(dāng)中，假如此時裝備處于開啟狀態(tài)，裝備就會將回應(yīng)幀傳輸給接口，在接口收到回應(yīng)幀之后，雙幀聯(lián)動，就能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸，達(dá)到遠(yuǎn)程控制的目的。

2.2 控制類

這種幀結(jié)構(gòu)將控制功能的實現(xiàn)作為主要目的，它可以對設(shè)備進(jìn)行諸如開機或者關(guān)機等控制操作，在進(jìn)入到這種狀態(tài)下的時候，接口需要先向整個設(shè)備輸送控制幀，在設(shè)備收到之后，就可以立刻執(zhí)行這些控制類幀當(dāng)中的指定命令，并且發(fā)送回應(yīng)幀給接口，待接口收到之后，就可以標(biāo)記這項操作任務(wù)已經(jīng)完成了。

2.3 檢測類

這種幀結(jié)構(gòu)能夠很好地實現(xiàn)檢測類的相關(guān)功能，正確利用檢測幀，我們能夠?qū)υO(shè)備的各項系統(tǒng)參數(shù)以及運轉(zhuǎn)狀態(tài)展開系統(tǒng)的檢測，在被控制的設(shè)備收到接口所傳輸?shù)谋O(jiān)測幀之后，結(jié)合信息幀當(dāng)中的請求，向信息接口傳輸擁有監(jiān)測內(nèi)容的對應(yīng)幀。在設(shè)備接收了這一對應(yīng)幀之后就會在短時間內(nèi)立刻進(jìn)行信息整合，與此同時對其進(jìn)行分析，保證數(shù)據(jù)信息高度的安全以及穩(wěn)定。

2.4 維護類

這種幀結(jié)構(gòu)針對的是擁有維護性能的設(shè)備所適用的，它能夠?qū)κ艿娇刂频脑O(shè)備參數(shù)進(jìn)行必要的設(shè)置，進(jìn)而實現(xiàn)遠(yuǎn)程維護設(shè)備。其具體的操作流程如下：信息接口先向?qū)?yīng)設(shè)備傳輸要進(jìn)行讀取的設(shè)備參數(shù)的信息幀，設(shè)備收到了信息幀后，結(jié)合信息幀當(dāng)中所涵蓋的內(nèi)容，傳輸響應(yīng)幀到接口當(dāng)中，這一過程當(dāng)中，響應(yīng)幀當(dāng)中包括信息幀當(dāng)中全部消息內(nèi)容，在接口收到了響應(yīng)幀之后，結(jié)合響應(yīng)幀當(dāng)中的消息，對消息進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷囊约霸O(shè)置，全部完成之后，可以向設(shè)備傳輸維護類的幀，在設(shè)備收到維護幀后，就可以依照維護幀當(dāng)中的一些信息來對設(shè)備進(jìn)行適當(dāng)?shù)木S護以及設(shè)置操作。

2.5 補充類

通常來說這種幀結(jié)構(gòu)都是在設(shè)備以及接口間進(jìn)行信息幀傳輸?shù)倪^程當(dāng)中，結(jié)合傳輸?shù)男畔L度、幀結(jié)構(gòu)以及數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)來進(jìn)行精準(zhǔn)判斷。不過，假如數(shù)據(jù)長度太大，不能通過一幀來進(jìn)行傳輸?shù)臅r候，就需要借助補充幀結(jié)構(gòu)的作用。先發(fā)送并沒有進(jìn)行校驗的幀，隨后自動傳送，在接口收到包含在補充信息幀當(dāng)中的命令后，就可以標(biāo)記這次數(shù)據(jù)通訊活動完畢。

3 傳輸數(shù)據(jù)和遠(yuǎn)程維護系統(tǒng)具體實現(xiàn)

3.1 傳輸數(shù)據(jù)的流程

微機傳輸請求信息，到達(dá)設(shè)備之后，被控制的設(shè)備會先對信息幀進(jìn)行解碼處理，結(jié)合協(xié)議當(dāng)中的有關(guān)規(guī)范，在存儲器當(dāng)中適當(dāng)?shù)爻槿⌒枰南ⅲ偻ㄟ^ARM來進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚恚Y(jié)合規(guī)定當(dāng)中的格式，借助串口，通過信息幀的形式來發(fā)送需要的數(shù)據(jù)信息，到達(dá)微機之后，微機接收信息幀，借助其中遠(yuǎn)程維護軟件和協(xié)議當(dāng)中所規(guī)定的格式來解碼信息幀，從中提取有效的信息，在相應(yīng)的區(qū)域當(dāng)中顯示指定的數(shù)據(jù)信息。

3.2 實現(xiàn)遠(yuǎn)程維護系統(tǒng)

整體上來說，遠(yuǎn)程維護控制這一系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)包括遠(yuǎn)程維護中心、網(wǎng)絡(luò)組成軟件以及設(shè)備接口信息終端這樣的三個部分所組成，它可以很好地實現(xiàn)對各個被控制的設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視以及維護的目的，通過信息之間的相互傳輸以及對彼此信息進(jìn)行破解的過程來實現(xiàn)信息分析，進(jìn)而能夠及時且有效地實現(xiàn)對被控設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控的目的，繼而對已經(jīng)有的問題進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)警和提示，繼而實現(xiàn)遠(yuǎn)程維護設(shè)備和遠(yuǎn)程控制設(shè)備的最終目的，這一系統(tǒng)的組成可以用圖1來展示。

4 結(jié)語

設(shè)計串口通訊協(xié)議，可以起到規(guī)范化通訊協(xié)議，并統(tǒng)一提供理論支持的作用，可以將裝備當(dāng)中的串口通訊協(xié)議進(jìn)行統(tǒng)一，與此同時，還給裝備遠(yuǎn)程維護的控制系統(tǒng)打造了比較理想的理論平臺，針對裝備使用和發(fā)揮正常效能來說擁有比較現(xiàn)實的意義和價值。

參考文獻(xiàn)

[1]楊光，雷志雄.遠(yuǎn)程維護控制系統(tǒng)串口通信協(xié)議研究[J].電子技術(shù)，2009（01）.

[2]張海濱.淺談遠(yuǎn)程維護控制系統(tǒng)的串口通信協(xié)議[J].硅谷，2010（24）.

[3]何先波，鐘樂海，蘆東昕.遠(yuǎn)程串口調(diào)試通信協(xié)議在嵌入式軟件調(diào)試器設(shè)計中的應(yīng)用[J].西華師范大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2004（01）.

[4]耿鐵柱.基于GPRS的控制與保護的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的研究[D].沈陽工業(yè)大學(xué)，2012.

[5]賈本凱，莊卉，王國平，等.衛(wèi)星小站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)通信協(xié)議設(shè)計與實現(xiàn)[J].計算機測量與控制，2012（08）.

作者單位

1.中國人民解放軍91428部隊 浙江省余姚市 315456

2.余姚市電話教育中心網(wǎng)管辦 浙江省余姚市 315400