郭一君：串口設(shè)備遠程監(jiān)控軟件設(shè)計與實現(xiàn)西安理工大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）畢業(yè)設(shè)論題目串口設(shè)備遠程監(jiān)控軟件設(shè)計與實現(xiàn)專業(yè)電子信息工程班級電信104學(xué)生××指導(dǎo)教師××2014年串口設(shè)備遠程監(jiān)控軟件設(shè)計與實現(xiàn)專業(yè)：電子信息工程班級：電信101班作者：指導(dǎo)教師：職稱：答辯日期：2014年6月22日摘要隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，人們對通訊的認識進入到一個新的時期，通訊變得更加快速和方便。這種網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展不僅提升了人與人（MantoMan）的通訊，更加逐步發(fā)展出了人與物（MantoThing）甚至物與物（ThingtoThing）的通訊需要。這個階段的互聯(lián)網(wǎng)，我們稱之為物聯(lián)網(wǎng)（InternetofThings）。物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)仍然是互聯(lián)網(wǎng)，只是在終端接入上則是各式各樣的物體。因此其最后100米的通訊實現(xiàn)方法變得非常多樣化，也是業(yè)界研究的熱點。這其中就包括串口通訊。本文即研究了串口聯(lián)網(wǎng)的原理，采用串口聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器實現(xiàn)串口通訊與互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合，完成一臺串口設(shè)備的遠程通訊。關(guān)鍵詞：互聯(lián)網(wǎng)，物聯(lián)網(wǎng)，串口通訊，遠程通訊AbstractWiththedevelopmentofInternet,people'sunderstandingofcommunicationintoanewdays,communicationbecomesmorerapidandconvenient.Thedevelopmentofthenetworktoenhancenotonlythepeople(MantoMan)communication,themoredevelopedandobjects(MantoThing)orobjects(ThingtoThing)communicationneeds.ThisphaseoftheInternet,wecalledtheInternetofthings(InternetofThings).BasicnetworkoftheInternetofthingsisstilltheInternet,onlyintheterminalaccessiseverykindofobject.Sothelast100metersofcommunicationimplementationmethodhasbecomeverydiverse,butalsothefocusoftheindustry.Thisincludestheserialcommunication.Thispaperstudiestheprincipleofserialcommunication,usingtheserialportservertorealizetheserialcommunicationandtheInternet,remotecommunicationtocompleteaserialdevice.Keywords：Internet,Internetofthings,serialcommunication,remotecommunication目錄2399第一章緒論 197691.1引言 1234141.2物聯(lián)網(wǎng)、串口通訊及遠程監(jiān)控的概述 1111981.2.1發(fā)展歷史 1288751.2.2研究現(xiàn)狀 3114331.3本文的主要工作 545891.3.1硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計 6106761.3.2監(jiān)控軟件設(shè)計 75397第二章串口聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器概述及VC++（MFC)工具介紹 7241962.1串口聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器概述 7134282.1.1串口聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器原理 8238332.1.2串口聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器工作模式 8246382.1.3硬件網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 9108212.2VC++（MFC）工具介紹 10127322.2.1VC++ 1027922.2.2.MFC 1141292.3本章小結(jié) 1228655第三章串口聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器通訊底層 13238143.1通信底層設(shè)計 1380423.2MFC中TCPsocket編程 14280813.2.1TCPsocket基本原理 14274463.2.2基本W(wǎng)indowsSocketAPI 15326513.2.3MFC下的Socket編程類 2025703.2.4MFC下Socket編程基本步驟 2124343.3TCPClient端Socket的編程實現(xiàn) 2335673.3.1Client接收數(shù)據(jù)處理 2364283.3.2ClientSocket套接字創(chuàng)建 2529183.4本章小結(jié) 298587第四章GPS設(shè)備協(xié)議解析 29242624.1接收數(shù)據(jù)的驗證 2951264.2接收數(shù)據(jù)的解析 31106584.3本章小結(jié) 325162第五章人機交互設(shè)計 32123355.1VisualC++6.0編譯器簡介 32287285.2MFC框架 34161295.2.1MFC框架簡介 3411285.2.2MFC類層次結(jié)構(gòu)圖 34173115.2.3初始化流程及消息循環(huán)機制 37106645.3MFC開發(fā)應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn) 38221985.3.1VisualC++6.0新建MFC應(yīng)用程序 3849915.3.2消息響應(yīng)函數(shù)添加與實現(xiàn) 42115155.4課題的人機界面設(shè)計 44240505.5本章小結(jié) 4519447第六章結(jié)論 45214016.1成果展示 4526416.2課題工作總結(jié)和結(jié)論 47300186.3需進一步研究的問題 4824404致謝 4922491參考文獻 50第一章緒論1.1引言隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，人們對通訊的認識進入到一個新的時期，通訊變得更加快速和方便。這種網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展不僅提升了人與人（MantoMan）的通訊，更加逐步發(fā)展出了人與物（MantoThing）甚至物與物（ThingtoThing）的通訊需要。這個階段的互聯(lián)網(wǎng)，我們稱之為物聯(lián)網(wǎng)（InternetofThings）。物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)仍然是互聯(lián)網(wǎng)，只是在終端接入上則是各式各樣的物體。因此其最后100米的通訊實現(xiàn)方法變得非常多樣化，也是業(yè)界研究的熱點。這其中就包括串口通訊。串口通訊是一種簡單的、低速率通訊手段。但其因為實現(xiàn)簡單、成本低廉、穩(wěn)定可靠而廣泛的應(yīng)用于工業(yè)、通信等許多專業(yè)領(lǐng)域的設(shè)備中，用以進行本地的短距離、低容量通訊。因此串口通訊擁有極其龐大的設(shè)備數(shù)量基礎(chǔ)。作為物體通訊手段，在物聯(lián)網(wǎng)時代，其與互聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合實現(xiàn)多節(jié)點、遠程化的串口通訊網(wǎng)成為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的一個重要方向。1.2物聯(lián)網(wǎng)、串口通訊及遠程監(jiān)控的概述1.2.1發(fā)展歷史物聯(lián)網(wǎng)（InternetofThings，縮寫IOT）是一個基于互聯(lián)網(wǎng)、傳統(tǒng)電信網(wǎng)等信息承載體，讓所有能夠被獨立尋址的普通物理對象實現(xiàn)互聯(lián)互通的網(wǎng)絡(luò)。廣義上說，當(dāng)下涉及到信息技術(shù)的應(yīng)用，都可以納入物聯(lián)網(wǎng)的范疇。物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)的重要組成部分。顧名思義，物聯(lián)網(wǎng)就是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)。其一，物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng)，是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸和擴展的網(wǎng)絡(luò)；其二，其用戶端延伸和擴展到了任何物品與物品之間，進行信息交換和通信。物聯(lián)網(wǎng)就是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。物聯(lián)網(wǎng)通過智能感知、識別技術(shù)與普適計算、廣泛應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)的融合中，也因此被稱為繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)之后世界信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第三次浪潮。物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用拓展，相對于網(wǎng)絡(luò)這樣一個概念，不如說物聯(lián)網(wǎng)是業(yè)務(wù)和應(yīng)用。串口通信(SerialCommunication)，是指外設(shè)間，通過數(shù)據(jù)信號線、地線、控制線等，按位進行傳輸數(shù)據(jù)的一種通訊方式，主要用于串行式逐位數(shù)據(jù)傳輸。串行接口按電氣標準及協(xié)議來分，常見的有一般電腦應(yīng)用的RS-232（使用25針或9針連接器）和工業(yè)電腦應(yīng)用的半雙工RS-485與全雙工RS-422。目前，串口也廣泛的應(yīng)用各類專業(yè)設(shè)備上，用作設(shè)備對外的通訊接口使用。這種通信方式使用的數(shù)據(jù)線少，在遠距離通信中可以節(jié)約通信成本，但其傳輸速度比并行傳輸?shù)?。串口是一種常見且有較長應(yīng)用歷史的設(shè)備間的通訊辦法。物聯(lián)網(wǎng)是隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展而發(fā)展起來的一種通訊網(wǎng)絡(luò)。因此，由于歷史原因，串口通訊必將是物聯(lián)網(wǎng)的一種常見物聯(lián)通訊方式。上文中也提到串口是實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)最后100米通訊連接的一種極為重要的方式。尤其在工業(yè)、通訊等領(lǐng)域內(nèi)，串口在設(shè)備通訊方面有著極為廣泛的應(yīng)用。雖然現(xiàn)在以以太網(wǎng)形式的接口也非常之多并在逐步成為主流，但串口仍然因其歷史應(yīng)用廣泛、連接簡單、通訊可靠而大量存在。遠程監(jiān)控從字面上理解可以分為“監(jiān)”和“控”兩部分，其中“監(jiān)”是指通過網(wǎng)絡(luò)獲得信息為主：而“控”是指通過網(wǎng)絡(luò)對遠程計算機進行操作的方法，對遠程計算機進行重新啟動、關(guān)機等操作，還包括對遠端計算機進行日常設(shè)置的工作。遠程監(jiān)控這個詞有兩重意思。計算機領(lǐng)域和視頻監(jiān)控領(lǐng)域都有遠程監(jiān)控的說法，但意義完全不一樣。本篇論文中所涉及的到的遠程監(jiān)控為計算機領(lǐng)域的遠程監(jiān)控。1.2.2研究現(xiàn)狀物聯(lián)網(wǎng)在實際應(yīng)用上的開展需要各行各業(yè)的參與，并且需要國家政府的主導(dǎo)以及相關(guān)法規(guī)政策上的扶助，物聯(lián)網(wǎng)的開展具有規(guī)模性、廣泛參與性、管理性、技術(shù)性、物的屬性等等特征，其中，技術(shù)上的問題是物聯(lián)網(wǎng)最為關(guān)鍵的問題。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是一項綜合性的技術(shù)，是一項系統(tǒng)，其理論上的研究已經(jīng)在各行各業(yè)展開，而實際應(yīng)用還僅局限于行業(yè)內(nèi)部。關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)的規(guī)劃和設(shè)計以及研發(fā)關(guān)鍵在于RFID、傳感器、嵌入式軟件以及傳輸數(shù)據(jù)計算等領(lǐng)域的研究。物聯(lián)網(wǎng)將是下一個推動世界高速發(fā)展的“重要生產(chǎn)力”，是繼通信網(wǎng)之后的另一個萬億級市場。業(yè)內(nèi)專家認為，物聯(lián)網(wǎng)一方面可以提高經(jīng)濟效益，大大節(jié)約成本；另一方面可以為全球經(jīng)濟的復(fù)蘇提供技術(shù)動力。其普及以后，用于動物、植物和機器、物品的傳感器與電子標簽及配套的接口裝置的數(shù)量將大大超過手機的數(shù)量。按照對物聯(lián)網(wǎng)的需求，需要按億計的傳感器和電子標簽，這將大大推進信息技術(shù)元件的生產(chǎn)，同時增加大量的就業(yè)機會。且物聯(lián)擁有業(yè)界最完整的專業(yè)物聯(lián)產(chǎn)品系列，覆蓋從傳感器、控制器到云計算的各種應(yīng)用。產(chǎn)品服務(wù)智能家居、交通物流、環(huán)境保護、公共安全、智能消防、工業(yè)監(jiān)測、個人健康等各種領(lǐng)域。構(gòu)建了“質(zhì)量好、技術(shù)優(yōu)、專業(yè)性強，成本低，滿足客戶需求”的綜合優(yōu)勢，持續(xù)為客戶提供有競爭力的產(chǎn)品和服務(wù)。物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)是當(dāng)今世界經(jīng)濟和科技發(fā)展的戰(zhàn)略制高點之一。隨著計算機系統(tǒng)的應(yīng)用和微機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，通信功能越來越顯得重要。這里所說的通信是指計算機與外界的信息交換。因此，通信既包括計算機與外部設(shè)備之間，也包括計算機和計算機之間的信息交換。由于串行通信是在一根傳輸線上一位一位的傳送信息，所用的傳輸線少，并且可以借助現(xiàn)成的電話網(wǎng)進行信息傳送，因此，特別適合于遠距離傳輸。對于那些與計算機相距不遠的人－機交換設(shè)備和串行存儲的外部設(shè)備如終端、打印機、邏輯分析儀、磁盤等，采用串行方式交換數(shù)據(jù)也很普遍。在實時控制和管理方面，采用多臺微機處理機組成分級分布控制系統(tǒng)中，各CPU之間的通信一般都是串行方式。所以串行接口是微機應(yīng)用系統(tǒng)常用的接口。許多外設(shè)和計算機按串行方式進行通信，這里所說的串行方式，是指外設(shè)與接口電路之間的信息傳送方式，實際上，CPU與接口之間仍按并行方式工作。需要特別說明的是串口的電平規(guī)范。一般在設(shè)備內(nèi)部CPU或單片機使用的是TTL電平，而設(shè)備外部一般是使用EIA規(guī)定的電氣接口，兩者間需要進行電平轉(zhuǎn)換。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)計的。研究物聯(lián)網(wǎng)，對串口設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)、組網(wǎng)的研究也就是勢在必行的。物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展將串口通訊從原來簡單針對本地低速率通訊應(yīng)用的模式發(fā)展為其最后100米的通訊連接辦法之一。這也就要求在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中，需要將串口通訊與互聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合，完成通訊距離更遠、終端數(shù)量更多的復(fù)雜通訊功能。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，以實現(xiàn)串口通訊與互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合。遠程監(jiān)控系統(tǒng)有兩種類型，一種是生產(chǎn)現(xiàn)場沒有現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)，而是將數(shù)據(jù)采集后直接送到遠程計算機進行處理，這種遠程監(jiān)控與一般的現(xiàn)場監(jiān)控沒有多大的區(qū)別，只是數(shù)據(jù)傳輸距離比現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)要遠，其它部分則和現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)相同；另一種是現(xiàn)場監(jiān)控與遠程監(jiān)控并存。一般是采用現(xiàn)場總線技術(shù)將分布于各個設(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入了集成單元階段，然后各個管理站點的服務(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)。由于建立了基本的網(wǎng)絡(luò)信息基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，設(shè)備監(jiān)測、維護技術(shù)進入了集成系統(tǒng)階段，在一個單位的內(nèi)部基本上實現(xiàn)了資源和信息共享。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，遠程監(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。1.3本文的主要工作本文即研究了串口聯(lián)網(wǎng)的原理，采用串口聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器實現(xiàn)串口通訊與互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合，完成一臺串口設(shè)備的遠程通訊。全文大致分為以下幾部分內(nèi)容。首先，介紹物聯(lián)網(wǎng)的概念和發(fā)展，介紹串口通訊的概念和發(fā)展，并闡述串口通訊與物聯(lián)網(wǎng)以及遠程監(jiān)控的應(yīng)用關(guān)系。論文第二章將介紹串口聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器的概念和原理。論文的第三至第七章將分析本課題的工作并詳細描述基于串口聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器的串口遠程聯(lián)網(wǎng)連接的實現(xiàn)。第八章將展示文章的相關(guān)成果，供大家參考使用。本課題設(shè)計實現(xiàn)PC機對串口設(shè)備的遠程通訊管理。課題工作主要分為：硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計；監(jiān)控軟件設(shè)計。1.3.1硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計圖STYLEREF1\s3SEQ圖\*ARABIC\s11：課題硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計課題設(shè)計如圖3-1所示硬件結(jié)構(gòu)。課題以一臺GPS時鐘設(shè)備作為目標通訊設(shè)備，通過串口服務(wù)器實現(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)連接到遠程計算機。該結(jié)構(gòu)用以實現(xiàn)一臺計算機遠程的連接一臺或多臺GPS時鐘設(shè)備，完成對這些GPS時鐘設(shè)備的遠程監(jiān)控功能。這種結(jié)構(gòu)可用于批量的設(shè)備拷機測試或者遠程站點設(shè)備監(jiān)控，是各種復(fù)雜應(yīng)用的原型基礎(chǔ)。如果計算機至串口服務(wù)器的連接是經(jīng)由互聯(lián)網(wǎng)（Internet）的，則還需掌握相關(guān)路由配置，有可能需增加一定網(wǎng)絡(luò)設(shè)備以打通路由連接。1.3.2監(jiān)控軟件設(shè)計監(jiān)控軟件是指運行于計算機上，用以連接遠端串口服務(wù)器并進而連接GPS時鐘設(shè)備的服務(wù)軟件。該軟件需要完成如下功能：TCPSocket通訊GPS時鐘設(shè)備協(xié)議解析人機交互界面其中最核心的部分為前兩項。在這兩項的基礎(chǔ)上，可以擴展開發(fā)出功能更為復(fù)雜、應(yīng)用更具針對性的應(yīng)用軟件。本課題的目標也是實現(xiàn)這一基礎(chǔ)功能，為后續(xù)應(yīng)用設(shè)計提供底層服務(wù)。第二章串口聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器概述及VC++（MFC)工具介紹2.1串口聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器概述2.1.1串口聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器原理串口聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器是為RS-232/485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。提供RS-232/485終端串口與TCP/IP網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)雙向透明傳輸。它能將多個串口設(shè)備連接并能將串口數(shù)據(jù)流進行選擇和處理，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。2.1.2串口聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器工作模式由于串口協(xié)議不具有網(wǎng)絡(luò)層和傳輸層，所以串口轉(zhuǎn)網(wǎng)口的通信，實際是將串口數(shù)據(jù)作為TCP/IP的應(yīng)用層數(shù)據(jù)，用TCP封裝傳輸?shù)姆绞健Ｓ捎赥CP/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（TCPServer）、TCP客戶端模式（TCPClient）和UDP模式三種。TCP模式：TCP模式采用數(shù)據(jù)可靠傳輸機制，所以可以保證數(shù)據(jù)基本不誤碼、不丟失。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。此種模式類似于打電話機制，打電話的人是TCP客戶端，而接電話的是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。在網(wǎng)口設(shè)備虛擬串口設(shè)備通信中，可以選擇基于三種工作模式的通信機制，即在虛擬串口PC端作為Server端的TCP通信模式、作為Client端的TCP通信模式和UDP通信模式。2.1.3硬件網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)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，從而達到通過網(wǎng)絡(luò)來控制串口設(shè)備的目的。其基本的硬件架構(gòu)如圖2-1所示：圖STYLEREF1\s2SEQ圖\*ARABIC\s11：串口聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)整個控制網(wǎng)絡(luò)中，串口設(shè)備通過RS232/RS485連接到串口服務(wù)器上，串口服務(wù)器通過路由器/交換器接入以太網(wǎng)。針對串口設(shè)備的通信協(xié)議，設(shè)計相應(yīng)的監(jiān)控軟件。運行在PC機終端上的遠程監(jiān)控軟件則可以通過以太網(wǎng)實現(xiàn)對串口設(shè)備的遠程監(jiān)控。2.2VC++（MFC）工具介紹2.2.1VC++MicrosoftVisualC++，（簡稱VisualC++、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。VC++整合了便利的除錯工具，特別是整合了微軟視窗程式設(shè)計（WindowsAPI）、三維動畫DirectXAPI，Microsoft.NET框架。目前最新的版本是MicrosoftVisualC++2013。MicrosoftVisualC++是Microsoft公司推出的開發(fā)Win32環(huán)境程序，面向?qū)ο蟮目梢暬删幊滔到y(tǒng)。它不但具有程序框架自動生成、靈活方便的類管理、代碼編寫和界面設(shè)計集成交互操作、可開發(fā)多種程序等優(yōu)點，而且通過簡單的設(shè)置就可使其生成的程序框架支持數(shù)據(jù)庫接口、OLE2，WinSock網(wǎng)絡(luò)、3D控制界面。它以擁有“語法高亮”，IntelliSense（自動完成功能）以及高級除錯功能而著稱。比如，它允許用戶進行遠程調(diào)試，單步執(zhí)行等。還有允許用戶在調(diào)試期間重新編譯被修改的代碼，而不必重新啟動正在調(diào)試的程序。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。這些特征明顯縮短程式編輯、編譯及連結(jié)花費的時間，在大型軟件計劃上尤其顯著。VisualStudio是微軟公司推出的開發(fā)環(huán)境，VisualStudio可以用來創(chuàng)建Windows平臺下的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。VisualStudio是目前最流行的Windows平臺應(yīng)用程序開發(fā)環(huán)境。VisualStudio2008包括各種增強功能，例如可視化設(shè)計器（使用.NETFramework3.5加速開發(fā)）、對Web開發(fā)工具的大量改進，以及能夠加速開發(fā)和處理所有類型數(shù)據(jù)的語言增強功能。VisualStudio2008為開發(fā)人員提供了所有相關(guān)的工具和框架支持，幫助創(chuàng)建引人注目的、令人印象深刻并支持AJAX的Web應(yīng)用程序。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)運行并完全訪問ASPNET應(yīng)用程序服務(wù)和Microsoft平臺。2.2.2.MFCMFC(MicrosoftFoundationClasses)是微軟基礎(chǔ)類庫的簡稱，是微軟公司實現(xiàn)的一個c++類庫，主要封裝了大部分的windowsAPI函數(shù)，vc++是微軟公司開發(fā)的c/c++的集成開發(fā)環(huán)境，所謂集成開發(fā)環(huán)境，就是說利用它你可以編輯，編譯，調(diào)試，而不是使用多種工具輪換操作，靈活性較大。有時人們說vc呢也指它的內(nèi)部編譯器，集成開發(fā)環(huán)境必須有一個編譯器內(nèi)核，要不有什么用，例如DevC++其中一個編譯器內(nèi)核就是gcc。MFC除了是一個類庫以外，還是一個框架，你應(yīng)該試過，在vc++里新建一個MFC的工程，開發(fā)環(huán)境會自動幫你產(chǎn)生許多文件，同時它使用了mfcxx.dll。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，因為MFC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，但還是一個比較好的東西。MFC中最重要的封裝是對Win32API的封裝，因此，理解WindowsObject和MFCObject(C++對象，一個C++類的實例)之間的關(guān)系是理解MFC的關(guān)鍵之一。所謂WindowsObject（Windows對象）是Win32下用句柄表示的Windows操作系統(tǒng)對象；所謂MFCObject(MFC對象)是C++對象，是一個C++類的實例，這里（本書范圍內(nèi)）MFCObject是有特定含義的，指封裝WindowsObject的C++Object，并非指任意的C++Object。MFCObject和WindowsObject是不一樣的，但兩者緊密聯(lián)系。2.3本章小結(jié)本章主要講述了本課題在軟硬件設(shè)計方面需要的基礎(chǔ)知識，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)。軟件方面，介紹了編寫程序時所需要的VC++軟件，及MFC框架。能夠為后面知識的學(xué)習(xí)提供基礎(chǔ)的幫助。第三章串口聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器通訊底層3.1通信底層設(shè)計串口聯(lián)網(wǎng)軟件底層以其硬件架構(gòu)為基礎(chǔ)。控制網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)采用C/S模式架構(gòu)。其中串口服務(wù)器運行TCPServer端，PC監(jiān)控終端則設(shè)計為TCPClient端。每一臺連接到串口服務(wù)器上的串口設(shè)備，都具有固定的IP及端口號。運行在PC的Client監(jiān)控終端，通過Socket與運行在串口服務(wù)器的Server端建立通信連接，進而控制串口設(shè)備。如下圖5-1所示：圖STYLEREF1\s5SEQ圖\*ARABIC\s11：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TCPServer模式。以康海時代NC600系列串口服務(wù)器為例，其設(shè)置步驟如下：用IE內(nèi)核的瀏覽器登錄串口服務(wù)器的IP地址，進入設(shè)置主界面在串口配置項里面配置好響應(yīng)設(shè)備串口的波特率燈參數(shù)。在工作模式中把對應(yīng)的工作模式設(shè)置成TCPServer工作模式保存提交。3.2MFC中TCPsocket編程串口聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中，串口設(shè)備與PC端監(jiān)控軟件的通信，主要通過TCPsocket套接字實現(xiàn)。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。MFC中對socket編程有很好的支持，這為物聯(lián)網(wǎng)串口設(shè)備遠程監(jiān)控提供了便利。3.2.1TCPsocket基本原理TCPsocket采用流式套接字進行網(wǎng)絡(luò)連接。流式套接字提供沒有記錄邊界的數(shù)據(jù)流，即字節(jié)流。字節(jié)流能確保以正確的順序無重復(fù)地被送達。其主要的編程模型如下：圖STYLEREF1\s5SEQ圖\*ARABIC\s12：流式套接字編程模型在該模型中，服務(wù)器端創(chuàng)建并初始化套接字，監(jiān)聽來自客戶端的連接請求?？蛻舳送瑯咏⑻捉幼?，用于向服務(wù)器端發(fā)起連接請求。當(dāng)服務(wù)器接收到來自客戶機的連接請求后，與客戶機建立連接。連接成功后，則服務(wù)器和客戶機可以進行數(shù)據(jù)收發(fā)通信。通信完成后，服務(wù)器和客戶機關(guān)閉套接字。3.2.2基本W(wǎng)indowsSocketAPIWindows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。主要的API函數(shù)如下：1）WSAStartup調(diào)用windowsSocketDLL函數(shù)原型intWSAStartup(WORDwVersionRequested,//應(yīng)用程序要求的sockets版本LPWSADATAlpWSAData//指向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)WSDATA的指針，//得到windowsSocket的具體信息）；WSDATA定義如下：typedefstructWSAData{WORDwVersion;WORDwHighVersion;#ifdef_WIN64unsignedshortiMaxSockets;unsignedshortiMaxUdpDg;charFAR*lpVendorInfo;charszDescription[WSADESCRIPTION_LEN+1];charszSystemStatus[WSASYS_STATUS_LEN+1];#elsecharszDescription[WSADESCRIPTION_LEN+1];charszSystemStatus[WSASYS_STATUS_LEN+1];unsignedshortiMaxSockets;unsignedshortiMaxUdpDg;charFAR*lpVendorInfo;#endif}WSADATA,FAR*LPWSADATA;2）WSACleanup結(jié)束對WindowsSocketsDLL的調(diào)用函數(shù)原型：intWSACleanup(void);3)socket用于建立Sockets。函數(shù)原型：SOCKETsocket(intaf,//地址族，一般是AF_INETinttype,//socket類型，SOCK_STREAM或SOCK_DGRAMintprotocol//協(xié)議類型，通常取值0);4）closesocket關(guān)閉套接字函數(shù)原型：intclosesocket(SOCKETs//要關(guān)閉的套接字);5）bind將一個本地地址和一個SOCKET描述字連接起來函數(shù)原型：intbind(SOCKETs,//要綁定的套接字conststructsockaddrFAR*name,//指向SOCKADDR結(jié)構(gòu)的地址intnamelen//地址結(jié)構(gòu)的sizeof)Tcp/ipSOCKADDR的結(jié)構(gòu)為structsockaddr{unsignedshortsa_family;charsa_data[4];};structsockaddr_in{shortsin_family;unsignedshortsin_port;structin_addrsin_addr;charsin_zero[8];};6)listen設(shè)定socket為監(jiān)聽狀態(tài)函數(shù)原型：intlisten(SOCKETs,//進行監(jiān)聽的socketintbacklog//客戶端可以連接的請求個數(shù));7）accept接受一個socket的連接請求，同時返回一個新的socket，新的socket用來在服務(wù)器與客戶端之間傳遞和接收信息。函數(shù)原型：SOCKETaccept(SOCKETs,//處于監(jiān)聽狀態(tài)的socketstructsockaddrFAR*addr,//將要接受地址的sockaddr指針intFAR*addrlen//地址的長度);8)connect連接客戶端的socket到指定的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。連接成功后，客戶端用此socket與服務(wù)器通信。函數(shù)原型：intconnect(SOCKETs,//將要連接的socketconststructsockaddrFAR*name,//目標socket地址intnamelen//地址結(jié)構(gòu)sizeof);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：intrecv(SOCKETs,charFAR*buf,//接收數(shù)據(jù)緩沖區(qū)intlen,//緩沖區(qū)長度intflags//有MSG_PEEK和MSG_OOB);返回值：接收到的字節(jié)數(shù)10）send對已經(jīng)建立連接的socket發(fā)送數(shù)據(jù)信息函數(shù)原型：intsend(SOCKETs,charFAR*buf,//發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖區(qū)intlen,//緩沖區(qū)長度intflags//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)生時通知使用者，本函數(shù)將套接口設(shè)置成為非阻塞方式。函數(shù)原型：intWSAAsyncSelect(SOCKETs,HWNDhWnd,//接收網(wǎng)絡(luò)事件的窗口句柄unsignedintwMsg,//發(fā)送給窗口的網(wǎng)絡(luò)事件消息longlEvent//網(wǎng)絡(luò)消息);12）sendto向目標地址發(fā)送數(shù)據(jù)信息函數(shù)原型：intsendto(SOCKETs,constcharFAR*buf,intlen,intflags,conststructsockaddrFAR*to,inttolen);13)recvfrom接收目標地址傳來的數(shù)據(jù)信息函數(shù)原型：intrecvfrom(INSOCKETs,OUTcharFAR*buf,INintlen,INintflags,OUTstructsockaddrFAR*from,INOUTintFAR*fromlen);3.2.3MFC下的Socket編程類MFC提供了兩個類用以支持套接字編程，它們是CAsyncSocket類和CSocket類。1）CAsyncSocket類CAsyncSocket類一對一地封裝WindowsSocketAPI。CAsyncSocket類適合哪些對網(wǎng)絡(luò)通信細節(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。如果想利用WindowsSockets方便地處理MFC應(yīng)用程序中的多個網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，而又不想放棄靈活性，可以考慮使用CAsyncSocket。CAsyncSocket類是MFC在方便性與靈活性中的一種折衷方案。它提供了一個類用以保留網(wǎng)絡(luò)編程的靈活性，而方便性則由CSocket類來提供。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。CSocket類支持流方式和數(shù)據(jù)報方式，但一般情況下用的更多的是流方式的數(shù)據(jù)通信。在流方式的通信模式下，CSocket類通常會與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。CArchive類扮演的是一個數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的角色，它通過CSocketFile類與一個套接字相聯(lián)系。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。3.2.4MFC下Socket編程基本步驟

sockets（套接字）編程有三種，流式套接字（SOCK_STREAM），數(shù)據(jù)報套接字（SOCK_DGRAM），原始套接字（SOCK_RAW）；基于TCP的socket編程是采用的流式套接字。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和服務(wù)器端的編程，程序編寫之前ws2_32.lib的庫文件?；镜木幊滩襟E如下：服務(wù)器端編程的步驟：

1）加載套接字庫，創(chuàng)建套接字(WSAStartup()/socket())；

2）綁定套接字到一個IP地址和一個端口上(bind())；

3）將套接字設(shè)置為監(jiān)聽模式等待連接請求(listen())；

4）請求到來后，接受連接請求，返回一個新的對應(yīng)于此次連接的套接字(accept())；

5）用返回的套接字和客戶端進行通信(send()/recv())；

6）返回，等待另一連接請求；

7）關(guān)閉套接字，關(guān)閉加載的套接字庫(closesocket()/WSACleanup())。客戶機端編程步驟：1）加載套接字庫，創(chuàng)建套接字(WSAStartup()/socket())；

2）向服務(wù)器發(fā)出連接請求(connect())；

3）和服務(wù)器端進行通信(send()/recv())；

4）關(guān)閉套接字，關(guān)閉加載的套接字庫(closesocket()/WSACleanup())?？蛻魴C與服務(wù)器通信過程如圖5-3所示：圖STYLEREF1\s5SEQ圖\*ARABIC\s13：客戶機服務(wù)器底層通信過程3.3TCPClient端Socket的編程實現(xiàn)串口聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)串口設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，其主要的編程在于實現(xiàn)Client端上位機的監(jiān)控設(shè)計。以GPS頻標時標同步信號源為例，介紹串口設(shè)備聯(lián)網(wǎng)TCPClient端編程的具體實現(xiàn)。3.3.1Client接收數(shù)據(jù)處理串口設(shè)備數(shù)據(jù)的收發(fā)以字符形式進行。在串口設(shè)備實現(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。一種是通過WSAAsyncSelect()函數(shù)注冊Socket套接字消息響應(yīng)來進行實現(xiàn)，這是最普遍的。當(dāng)串口連接到網(wǎng)絡(luò)的串口設(shè)備比較多時，則可以通過多線程的方式來進行接收數(shù)據(jù)的處理。1）Socket消息響應(yīng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)接收利用Socket消息響應(yīng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)收發(fā)，首先需要利用WSAAsyncSelect()注冊消息響應(yīng)類型。WSAAsyncSelect()函數(shù)如下：intPASCALFARWSAAsyncSelect(SOCKETs,HWNDhWnd,unsignedintwMsg,longlEvent);s標識一個需要事件通知的套接口的描述符.hWnd標識一個在網(wǎng)絡(luò)事件發(fā)生時需要接收消息的窗口句柄.wMsg在網(wǎng)絡(luò)事件發(fā)生時要接收的消息.lEvent位屏蔽碼，用于指明應(yīng)用程序感興趣的網(wǎng)絡(luò)事件集合.lEvent參數(shù)由下表中列出的值組成：FD_READ欲接收讀準備好的通知.FD_WRITE欲接收寫準備好的通知.FD_OOB欲接收帶邊數(shù)據(jù)到達的通知.FD_ACCEPT欲接收將要連接的通知.FD_CONNECT欲接收已連接好的通知.FD_CLOSE欲接收套接口關(guān)閉的通知.實際編程時，則根據(jù)需要注冊響應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)事件。注冊號網(wǎng)絡(luò)實際后，在程序中添加自定義OnSocket消息響應(yīng)函數(shù)，則可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的收發(fā)。OnSocket消息響應(yīng)函數(shù)添加步驟如下：定義Onsocket消息：#defineWM_SOCKET(WM_USER+100)定義OnSocket（）消息響應(yīng)函數(shù)：afx_msgvoidOnSocket(WPARAMwParam,LPARAMlParam);添加OnSocket（）函數(shù)消息映射：ON_MESSAGE(WM_SOCKET,OnSocket)最后實現(xiàn)OnSocket函數(shù)。2）多線程接收實現(xiàn)當(dāng)串口設(shè)備較多時，則可以利用多線程處理各個設(shè)備數(shù)據(jù)的收發(fā)。多線程實現(xiàn)數(shù)據(jù)的收發(fā)，其主要的思想是建立一個TCPClientBase的基類。當(dāng)有新的設(shè)備需要監(jiān)控時，則在主應(yīng)用程序中新開辟一個線程，該線程用于專門處理新增加設(shè)備數(shù)據(jù)的收發(fā)。在新的線程中，新增加了一個TCPClient類，該類繼承于TCPClientBase基類，從實現(xiàn)應(yīng)用程序與新增加設(shè)備進行數(shù)據(jù)通信的目的。3.3.2ClientSocket套接字創(chuàng)建在終端監(jiān)控軟件，當(dāng)用戶需要對串口設(shè)備通過網(wǎng)絡(luò)進行控制時，點擊連接按鈕，終端軟件建立Client端套接字，實現(xiàn)與串口設(shè)備的通信。GPS頻標時標同步信號源為例，其實現(xiàn)代碼如下：1）調(diào)用windowsSocketDLL初始化套接字： WSADATAdata; //定義WSADATA結(jié)構(gòu)體對象WORDw=MAKEWORD(2,0); //定義版本號碼 ::WSAStartup(w,&data);2）獲取控件輸入的端口號和IP地址： GetDlgItemText(IDC_EDIT_ADDR,strIP); GetDlgItemText(IDC_EDIT_PORT,strPort); intnPort=atoi(strPort);3）創(chuàng)建Socket套接字：m_socket=::socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);消息響應(yīng)機制/多線程監(jiān)聽機制。4）設(shè)置套接字的阻塞模式：::WSAAsyncSelect(m_socket,this->m_hWnd,WM_SOCKET,FD_READ|FD_CONNECT);5）套接字參數(shù)設(shè)置： addr.sin_family=AF_INET; addr.sin_addr.S_un.S_addr=inet_addr(strIP.GetBuffer(1)); addr.sin_port=ntohs(nPort);6）連接服務(wù)器端connect(m_socket,(sockaddr*)&addr,sizeof(addr));7）數(shù)據(jù)接收VoidCGPSctrlView::OnSocket(WPARAMwParam,LPARAMlParam)//有socket數(shù)據(jù)發(fā)來時，調(diào)用此函數(shù){ CString strText,str; strText.Empty(); str.Empty(); TRACE("OnSocket\n"); if(lParam==FD_READ) { TRACE("CGPSctrlView::OnReceive\n"); charbuffer[128]={0}; BYTEbuf[128]={0}; intnRead; CStringArraystrArray; strArray.RemoveAll(); nRead=::recv(m_socket,buffer,128,0); memcpy((void*)buf,(void*)buffer,128); TRACE("nRead:%d",nRead); switch(nRead) { case0: break; caseSOCKET_ERROR: if(GetLastError()!=WSAEWOULDBLOCK) AfxMessageBox("Erroroccurred"); break; default: buffer[nRead]='\0'; intj=0; for(inti=0;i<nRead;i++) { TRACE("buffer[%d]=%02x",i,buf[i]); OnCommunication((WPARAM)buf[i],0); } } } if(lParam==FD_CONNECT) { m_bConnected=true; SetDlgItemText(IDC_BUTTON_CONNECT,_T("斷開連接")); ((CButton*)GetDlgItem(IDC_BUTTON_OPEN_COM))->EnableWindow(false); m_sendWay=SEND_BY_INTERNET; ((CStatic*)GetDlgItem(IDC_LIGHT_CONNECT))->SetIcon(m_greenIcon); }}8）數(shù)據(jù)發(fā)送： ::send(m_socket,(char*)szBuffer,len,0);9）關(guān)閉套接字： ::closesocket(m_socket);3.4本章小結(jié)本章通過學(xué)習(xí)底層通信原理及流式套接字編程模型等相關(guān)知識，在VC++中運用調(diào)用socketAPI中的函數(shù)進行編程，來實現(xiàn)客戶端與服務(wù)器的數(shù)據(jù)互通。第四章GPS設(shè)備協(xié)議解析Socket套接字實現(xiàn)接收數(shù)據(jù)后，還需要對接收的數(shù)據(jù)進行驗證和解析處理。以GPS頻標時標設(shè)備為例，詳細介紹該過程。4.1接收數(shù)據(jù)的驗證接收數(shù)據(jù)的驗證，主要是驗證數(shù)據(jù)否否符合設(shè)備的數(shù)據(jù)協(xié)議，確定接收到的數(shù)據(jù)是否正確。若接收到的數(shù)據(jù)與設(shè)備協(xié)議相符合，則對數(shù)據(jù)進行解析處理。否則丟棄接收到的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)的驗證機制主要在實現(xiàn)定義好的OnCommunication()函數(shù)中實現(xiàn)。OnCommunication()函數(shù)的實現(xiàn)則以設(shè)備的發(fā)送協(xié)議為基礎(chǔ)進行設(shè)計，采用狀態(tài)機機制，用來驗證數(shù)據(jù)。幀頭（1）地址（1）控制字（1）數(shù)據(jù)長度（1）數(shù)據(jù)（N）CRC16校驗（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)計了6個狀態(tài)的狀態(tài)機，用于實現(xiàn)數(shù)據(jù)驗證：Waiting：數(shù)據(jù)等待狀態(tài)，當(dāng)接受到數(shù)據(jù)時，則根據(jù)判斷流轉(zhuǎn)到下一個狀態(tài)BYTE_HEAD：幀頭驗證狀態(tài)BYTE_ADDR:地址驗證狀態(tài)BYTE_CONTROL:控制字驗證狀態(tài)BYTE_LENGTH:數(shù)據(jù)長度驗證狀態(tài)BYTE_DATA:數(shù)據(jù)項驗證狀態(tài)BYTE_CRC:校驗碼驗證狀態(tài)整個狀態(tài)機的流轉(zhuǎn)過程如下圖所示圖STYLEREF1\s6SEQ圖\*ARABIC\s11：串口數(shù)據(jù)接收及驗證機制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的Buffer[]緩存數(shù)組。軟件終端調(diào)用OnCommunication()函數(shù)對存在Buffer[]中的數(shù)據(jù)進行狀態(tài)機驗證。若通過狀態(tài)機的驗證，則接收數(shù)據(jù)正確，對數(shù)據(jù)進行解析。4.2接收數(shù)據(jù)的解析狀態(tài)機驗證接收數(shù)據(jù)后，接收的數(shù)據(jù)存儲在一個m_RecvData[128]的數(shù)組中，數(shù)據(jù)的解析則是根據(jù)協(xié)議解析m_RecvData[128]數(shù)組中的內(nèi)容。GPS設(shè)備中協(xié)議中，時間部分協(xié)議如下：以GPS協(xié)議接收數(shù)據(jù)的時間幀為例，DisPlay()函數(shù)解析時間過程如下：判斷是否是時間幀：時間幀的控制字為0x81，而控制字存在m_RecvData[128]數(shù)組的第3個字節(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，則對其按時間幀進行解析時分秒的解析根據(jù)協(xié)議，數(shù)據(jù)項長度為3個字節(jié)，存儲在m_RecvData[128]數(shù)組的第5-7個字節(jié)中。及m_RecvData[4]中為時，m_RecvData[5]中為分，m_RecvData[6]中為秒。對此三個字節(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：strText.Format("%d",m_RecvData[4]);strText.Format("%d",m_RecvData[5]);strText.Format("%d",m_RecvData[6]);其他數(shù)據(jù)項的解析與時間的解析思路一致，只是具體項的具體解析算法不一致。4.3本章小結(jié)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，所需要的各個步驟。一步一步來判斷一個幀數(shù)據(jù)是如何接收到的。之后，學(xué)習(xí)了在接收到幀數(shù)據(jù)后是如何對其進行解析。整體掌握幀數(shù)據(jù)從接收到解析出來，能夠進行使用的整個過程。第五章人機交互設(shè)計串口設(shè)備網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)系統(tǒng)中，主要的一部分是上位機人機交互的設(shè)計。在人機交互的設(shè)計中，主要利用VC++編譯器和MFC框架實現(xiàn)上層界面的設(shè)計。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。5.1VisualC++6.0編譯器簡介VisualC++6.0，簡稱VC或者VC6.0，是微軟推出的一款C++編譯器，將“高級語言”翻譯為“機器語言（低級語言）”的程序。VisualC++是一個功能強大的可視化軟件開發(fā)工具。自1993年Microsoft公司推出VisualC++1.0后，隨著其新版本的不斷問世，VisualC++已成為專業(yè)程序員進行軟件開發(fā)的首選工具。雖然微軟公司推出了VisualC++.NET(VisualC++7.0)，但它的應(yīng)用的很大的局限性，只適用于Windows2000、WindowsXP和WindowsNT4.0。所以實際中，更多的是以VisualC++6.0為平臺。VisualC++6.0不僅是一個C++編譯器，而且是一個基于Windows操作系統(tǒng)的可視化集成開發(fā)環(huán)境（integrateddevelopmentenvironment，IDE）。VisualC++6.0由許多組件組成，包括編輯器、調(diào)試器以及程序向?qū)ppWizard、類向?qū)lassWizard等開發(fā)工具。這些組件通過一個名為DeveloperStudio的組件集成為和諧的開發(fā)環(huán)境。VC++應(yīng)用程序的開發(fā)主要有兩種模式，一種是WIN

API方式，另一種則是MFC方式，傳統(tǒng)的WIN

API開發(fā)方式比較繁瑣，而MFC則是對WIN

API再次封裝，所以MFC相對于WIN

API開發(fā)更具備效率優(yōu)勢。串口設(shè)備網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)系統(tǒng)中，主要利用VisualC++6.0中MFC進行應(yīng)用程序開發(fā)。MFC借助C++的優(yōu)勢為Windows開發(fā)開辟了一片新天地，同時也借助ApplicationWizzard使開發(fā)者擺脫離了每次都必寫基本代碼，借助ClassWizard和消息映射使開發(fā)者擺脫了定義消息處理時那種混亂和冗長的代碼段。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C++中的對象，這樣一來使開發(fā)更接近開發(fā)語言而遠離系統(tǒng)。利用C++的封裝性開發(fā)者可以更容易理解和操作各種窗口對象；利用C++的派生性開發(fā)者可以減少開發(fā)自定義窗口的時間和創(chuàng)造出可重用的代碼；利用虛擬性可以在必要時更好的控制窗口的活動。而且C++本身所具備的超越C語言的特性都可以使開發(fā)者編寫出更易用，更靈活的代碼。 5.2MFC框架5.2.1MFC框架簡介MFC，微軟基礎(chǔ)類（MicrosoftFoundationClasses），是微軟提供的用于在C++環(huán)境下編寫應(yīng)用程序的一個框架和引擎，是對API函數(shù)的專用C++封裝，微軟做了大量的封裝，隱藏了許多內(nèi)部實現(xiàn)，簡化了開發(fā)人員的工作量。MFC(MicrosoftFoundationClassLibrary)中的各種類相互結(jié)合起來構(gòu)成了一個應(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SDK來說更為簡單的方法。因為總體上，MFC框架定義了應(yīng)用程序的輪廓，并提供了用戶接口的標準實現(xiàn)方法，程序員所要做的就是通過預(yù)定義的接口把具體應(yīng)用程序特有的東西填入這個輪廓。MicrosoftVisualC++提供了相應(yīng)的工具來完成這個工作：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，則通過類庫實現(xiàn)了應(yīng)用程序特定的邏輯。5.2.2MFC類層次結(jié)構(gòu)圖微軟MFC類庫提供了大量的MFC類，開發(fā)人員可以很方便地利用這些類高效快速地開發(fā)出自己的應(yīng)用程序。圖8-1為從MFC類庫截取的部分類的層次結(jié)構(gòu)圖。從圖中，可以看到各種類和控件的相互關(guān)系。圖STYLEREF1\s7SEQ圖\*ARABIC\s11：MFC類庫層次結(jié)構(gòu)圖（部分）1）CWinApp類每個應(yīng)用程序從類CWinApp派生出自己的應(yīng)用程序類，并定義一個全局的對象。該應(yīng)用程序類包含了Windows下MFC應(yīng)用程序的初始化、運行和結(jié)束過程?；诳蚣芙⒌膽?yīng)用程序必須有一個（且只能有一個）從CWinApp派生的類的對象。CWinApp所包含的數(shù)據(jù)成員主要用于存放和控制應(yīng)用程序本身的信息。其主要的成員函數(shù)如表9-1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標識了應(yīng)用程序的當(dāng)前實例m_lpCmdLine指示一個以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應(yīng)用程序?qū)?yīng)的.ini文件名表9-1CWinApp主要成員函數(shù)除了CWinApp的成員函數(shù)以外，微軟基礎(chǔ)類庫還提供AfxGetApp等全局函數(shù)，用于訪問你的CWinApp對象以及其它全局信息。2）CWnd類CWnd類提供了微軟基礎(chǔ)類庫中所有窗口類的基本功能。CWnd對象與Windows的窗口不同，但是兩者有緊密聯(lián)系。CWnd對象是由CWnd的構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)創(chuàng)建或銷毀的。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。DestroyWindow函數(shù)銷毀Windows的窗口，但是不銷毀對象。CWnd類和消息映射機制隱藏了WndProc函數(shù)。接收到的Windows通知消息通過消息映射被自動發(fā)送到適當(dāng)?shù)腃WndOnMessage成員函數(shù)。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。使用CWnd類同時還能夠為應(yīng)用程序創(chuàng)建Windows的子窗口。先從CWnd繼承一個類，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)。在派生類中實現(xiàn)消息處理成員函數(shù)和消息映射，以指定當(dāng)消息被發(fā)送到窗口時應(yīng)該如何動作。程序開發(fā)者可以經(jīng)過兩個步驟來創(chuàng)建一個子窗口。首先，調(diào)用構(gòu)造函數(shù)CWnd以創(chuàng)建一個CWnd對象，然后調(diào)用Create成員函數(shù)以創(chuàng)建子窗口并將它連接到CWnd對象。

當(dāng)用戶關(guān)閉你的子窗口時，應(yīng)銷毀CWnd對象，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)。在微軟基礎(chǔ)類庫中，從CWnd派生了許多其它類以提供特定的窗口類型。這些類中有許多，包括CFrameWnd,CMDIFrameWnd,CMDIChildWnd,CView和CDialog,被用來進一步派生。從CWnd派生的控件類，如CButton，可以被直接使用，也可以被進一步派生出其它類來。5.2.3初始化流程及消息循環(huán)機制基于MFC的對話框應(yīng)用程序的初始化流程及消息循環(huán)機制的過程如圖8-2所示：圖STYLEREF1\s7SEQ圖\*ARABIC\s12：MFC消息循環(huán)機制由于Windows是一個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。每當(dāng)發(fā)生一個事件，如擊鍵或鼠標點擊，就會向應(yīng)用程序發(fā)送一個消息，然后由它來處理事件。微軟基礎(chǔ)類庫提供了為基于消息的編程而優(yōu)化的編程模式。在這種模式下，“消息映射”被用于指明哪個函數(shù)將為特定的類處理不同的消息。消息映射包含了一個或多個宏，用以指定哪個函數(shù)處理哪個消息。5.3MFC開發(fā)應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)VisualC++6.0編譯器類向?qū)Т蟠筇峁┝薓FC應(yīng)用程序的開發(fā)效率。利用類向?qū)?，可以方便地新建基于單文檔、多文檔及基于對話框的界面應(yīng)用程序。界面開發(fā)中，各種控件可以方便的添加需要的消息響應(yīng)，提供應(yīng)用程序后臺數(shù)據(jù)的處理及通訊效率。5.3.1VisualC++6.0新建MFC應(yīng)用程序VisualC++6.0可以方便地建立MFC應(yīng)用程序。下面以建立基于對話框的應(yīng)用程序為例，詳述建立MFC應(yīng)用程序步驟。運行VisualC++6.0集成開發(fā)環(huán)境。點擊文件->新建，彈出新建應(yīng)用程序?qū)υ捒?，如下圖所示：選擇在新建對話框中選擇“工程”主菜單，選中“MFCAppWizard（exe）”，在“工程名稱”一欄中輸入相應(yīng)的工程名稱，選擇好工程相應(yīng)的位置，點擊“確定”按鈕，則彈出MFC應(yīng)用程序向?qū)υ捒?，此界面可以選擇應(yīng)用程序是基于單文檔、多文檔還是基本對話框，如下圖所示。選擇基于對話框，點擊下一步，彈出應(yīng)用程序外觀設(shè)置。如下圖。應(yīng)用程序開發(fā)這可以根據(jù)需要進行相應(yīng)的選擇。所有選擇保存默認，點擊下一步。后續(xù)彈出的對話框如下所示：所有選擇保存默認，點擊下一步。后續(xù)彈出的對話框如下所示。該對話框顯示了應(yīng)用程序創(chuàng)建的MFC類和文件。點擊完成，則新建基于對話框的應(yīng)用程序成功。如下圖所示。用戶可以根據(jù)需要在該界面拖動控件布局成自己需要的界面程序。5.3.2消息響應(yīng)函數(shù)添加與實現(xiàn)利用VisualC++6.0的類向?qū)В焖俚貙Σ季衷诮缑娴目丶?、對話框等添加消息響?yīng)函數(shù)。也可以方便的添加類的成員變量?？丶㈨憫?yīng)是VisualC++開發(fā)中最常用到的一種響應(yīng)機制，其消息響應(yīng)添加步驟如下：設(shè)置控件ID和文本標題以按鈕控件為例，在右側(cè)功率欄中，把按鈕控件拖動到窗口界面中。選中按鈕控件。點擊右鍵，選中屬性，彈出如下對話框按鈕控件屬性對話框。把控件設(shè)置好響應(yīng)的控件ID和標題。如下圖所示。點擊關(guān)閉利用類向?qū)砑酉㈨憫?yīng)函數(shù)。在VisualC++6.0菜單欄中，點擊“查看”->建立類向?qū)?，或直接“Ctrl+W”快捷鍵，彈出類向?qū)υ捒?，在類向?qū)е锌梢詾閼?yīng)用程序添加新的類，可以為控件和對畫框添加消息響應(yīng)函數(shù)，綁定成員變量。如下圖所示：選擇MessageMaps菜單，在ObjectIDs中選擇需要添加響應(yīng)函數(shù)的按鈕，選中后，在Messages一欄中會顯示系統(tǒng)提供給該控件的消息響應(yīng)。選擇需要進行響應(yīng)的消息，點擊AddFunction，彈出添加響應(yīng)函數(shù)的對話框，如下圖所示：點擊OK，則添加添加消息響應(yīng)函數(shù)成功。選擇EditCode，則進入添加的消息響應(yīng)函數(shù)中。軟件開發(fā)人員可以根據(jù)需要在函數(shù)中提供實現(xiàn)相應(yīng)的功能。此時，若用戶點擊界面的按鈕，則消息響應(yīng)函數(shù)執(zhí)行。VisualC++6.0編譯器和MFC框架極大地提高了界面程序的開發(fā)效率。為串口設(shè)備通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)人機交互提供了可能。5.4課題的人機界面設(shè)計本課題采用固定的查詢指令，向GPS時鐘進行自動或手動的發(fā)送。對接收到的數(shù)據(jù)回復(fù)進行接收、解析并顯示。由于發(fā)送內(nèi)容固定，因此不設(shè)計控制命令輸入串口，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。圖STYLEREF1\s7SEQ圖\*ARABIC\s13：軟件界面功能說明運用MFC框架方法，課題開發(fā)了簡單的人機界面。主要包括：串口通訊數(shù)據(jù)發(fā)送監(jiān)視窗口串口通訊數(shù)據(jù)接收監(jiān)視窗口數(shù)據(jù)幀內(nèi)容解析顯示窗口串口服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)配置窗口串口通訊其它配置窗口串口設(shè)置窗口（預(yù)留）數(shù)據(jù)記錄功能窗口（預(yù)留）5.5本章小結(jié)本章主要講述了通過用VisualC++6.0編譯器及MFC框架，來進行軟件的人機交互設(shè)計。運用此種方法進行設(shè)計，能夠大大提升效率。第六章結(jié)論6.1成果展示啟動程序連接互聯(lián)網(wǎng)后，輸入IP地址及端口號后，點擊查詢，之后會與遠端的GPS時鐘設(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)。演示成果圖及硬件圖如下圖所示：串口通訊雖歷史悠久且速率低，但其簡單可靠的特點仍然在專業(yè)領(lǐng)域得到大量應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)時代，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。因此，串口的聯(lián)網(wǎng)解決方案是物聯(lián)網(wǎng)時代的重要課題之一。本課題設(shè)計了一種串口聯(lián)網(wǎng)硬件結(jié)構(gòu)，并進行了計算機軟件實現(xiàn)。由于時間原因，僅實現(xiàn)了基本的通訊功能，成果有限。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。6.2課題工作總結(jié)和結(jié)論本課題對物聯(lián)網(wǎng)、串口通訊、遠程監(jiān)控等應(yīng)用概念進行了理論基礎(chǔ)學(xué)習(xí)，分析了串口通訊在物聯(lián)網(wǎng)時代的地位和價值，提出了基于串口聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器的串口遠程聯(lián)網(wǎng)方案并進行了實現(xiàn)。到此，本文的內(nèi)容已經(jīng)基本完成，所做工作如下：查閱了大量國內(nèi)外文獻資料，對物聯(lián)網(wǎng)、遠程監(jiān)控、串口通訊等重要概念進行了多方查證研究。對串口通訊的歷史和未來進行了研究，并總結(jié)串口通訊在物聯(lián)網(wǎng)以及遠程監(jiān)控等方面依然具有極為重要的應(yīng)用價值。對串口通訊的聯(lián)網(wǎng)方案進行了研究，提出了基于串口聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器的解決方案。課題提出了具體的方案硬件架構(gòu)，并著重進行了計算機軟件的開發(fā)設(shè)計，針對GPS時鐘這一目標設(shè)備，完成了TCPSocket通信、協(xié)議解析、人機接口設(shè)計三方面工作，實現(xiàn)了計算機軟件對遠端GPS設(shè)備的遠程監(jiān)控功能。課題研究表明，串口雖然是一個較低速率的簡單通訊方式，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，而實現(xiàn)串口通訊的遠程聯(lián)網(wǎng)是順應(yīng)技術(shù)和應(yīng)用發(fā)展的一種切實需要。課題通過具體硬件和軟件設(shè)計實現(xiàn)了串口的遠程聯(lián)網(wǎng)通訊，證明串口通訊在物聯(lián)網(wǎng)時代仍然可以簡單、有效的得以實現(xiàn)和整合，成為物聯(lián)網(wǎng)重要的有機組成部分。6.3需進一步研究的問題本課題僅完成了最基本的串口通訊遠程實現(xiàn)，對于實際應(yīng)用還有一些需要實際考慮和完善的問題：軟件的編寫是基于單串口通