利用Visual Basic 實現無線通訊

一、 概述

Visual Basic 是Mcrosoft公司推出的強有力的系列開發軟體之一，而且以其實用、方便、快捷、開發週期短、廣泛而強大的功能越來越被廣大編程人員所親賴，廣為流傳，似乎有些專業的編程人員放棄了Visaul C++ 而改用了Visaul Basic之類的RAD編程工具，儘管Visaul C++在靈活性、代碼緊湊、運行速度快及底層開發等方面Visaul Basic無法比擬的，但編寫C++應用程式過長的調試和開發週期確實有點不適應當今的應用程式開發環境。

在Visaul Basic開發工具中提供了大量的控制項（或稱控制、組件）供編程人員使用，可以方便的利用這些組件中的屬性、方法、語言等以事件驅動方式開發應用程式，還可以利用WINDOWS SDK中的API中的應用程式介面等工具開發應用程式。VB還內建一個控制項開發軟體包CDK，利用CDK可以開發自己需要的Controls 。在通訊問題中我們可以使用VB提供的通訊控制項或調用WINDOWS API通訊函數。

二、 VB串列通訊

利用VB開發通訊程式主要的方法有兩種，一是利用VB本身提供的控制項（CONTRALS），另一種方法是利用WINDOWS API應用程式介面，WINDOWS API 主要提供了三個動態串連庫KERNEL.EXE、USER.EXE、GDI.EXE供開發人員調用，其中KERNEL.EXE 主要包括一些底層操作函數，完成一些資源管理、任務、記憶體等操作，USER.EXE包含了一些與WINDOWS管理有關的函數，如通訊、菜單、訊息、游標、插入符、計時器以及絕大多數非顯示函數，GDI.EXE圖形裝置介面庫，主要內容為與裝置輸出有關的函數。和串口通訊有關係的函數BuilidCommDCB、ClearCommBreak、SetCommBreak、FlushComm、GetCommError、GetCommState、WriteComm、ReadComm、SetCommState、CloseComm等均在 \Windows\system 子目錄下的USER.EXE動態串連庫中，在VB調用之前應該先在全域變數定義處聲明API通訊函數、定義常量。

在我們的實踐中，用VB 控制項實現通訊的方法比調用SDK的API動態串連庫的方法更加方便、快捷，而且用較少的代碼可以實現相同的功能，這就是用VB 控制項實現通訊的優點所在，下面主要介紹一下利用VB 控制項實現無線通訊的問題。

在VB的控制項工具箱中，提供了一個使用非常方便的串列通訊控制項MSComm，它全面的提供了使用RS-232串列通訊上層開發的所有細則，它既可以使用查詢方式又可以使用事件驅動方式來完成串列通訊。

在MSCOMM控制項中提供了一系列的編程要素，這些編程要素有屬性、事件和函數，利用這些要素編程，可以實現幾乎全部的串列通訊功能。在VB中提供了30多個屬性、一個事件和兩個函數，其中主要的屬性為CommPort、Settings、PortOpen、InBufferSize、OutBufferSize、InBufferCount、OutBufferCount、Break、InputLen、Sthreshold、Rthreshold、RTSEnable、CommEvent、ParityReplace、NullDiscard等。

控制項MSComm提供了一個事件OnComm，該事件可以截取串口的任何訊息，轉入事件處理常式。WINDOWS作業系統的運行機製為事件驅動，在VB編程中事件驅動方式同樣是軟體啟動並執行主要方式之一，當沒有事件發生時程式可能處於某一迴圈、等待或任務狀態當事件發生時，程式轉入事件處理常式。每個控制項下都有一些事件供程式員使用，MSCOMM控制項中OnComm事件是唯一的，OnComm可以撲獲通訊時發生的串口事件和錯誤資訊，當有串口事件或錯誤發生時，VB會立刻觸發一個OnComm事件，程式就會自動轉入OnComm事件處理常式中。CommEvent屬性是OnComm事件的指標，該屬性在設計時不能使用，在程式運行時為唯讀，CommEvent 屬性存有最近的事件或錯誤的數值代碼，可以在程式中隨時讀取CommEvent 屬性值來瞭解通訊的狀況，OnComm事件是和CommEvent屬性密切相關、一起使用，當任何一個OnComm 事件或錯誤發生時，都會使得CommEvent屬性值改變，在OnComm事件處理過程中，可以通過判斷CommEvent屬性值，對於不同的屬性值轉入不同的事件處理過程，一般採用的辦法是SELECT CASE…….END SELECT。由於在無線通訊中沒有使用有線MODEM，CommEvent 屬性涉及到的有線MODEM的屬性數值代碼和本項目無關。

三、 無線傳輸介面和協議

在我們的項目中用Intel 586/120的PC機為上位機，通訊程式使用VB開發的，用8031單片機做CPU、 AD574作資料擷取的下位機，上位機作資料接收和資料處理中心站，下位機即時採集資料之後，進行簡單的資料平均計算，當收到上位機發來的發送指令之後，開始向上位機發送資料。

上位機無線通訊介面使用的是一塊插在ISA擴充槽中的無線MODEM ZX-02，無線MODEM與KENWOOD公司的TK-378無線對講機相連，數字訊號通過無線MODEM調製成為音頻訊號之後，送到TK-378無線對講機上的MIC口。

下位機有一台外置無線MODEM ZX-01，單片機的數字訊號經過串口送入無線MODEM，MODEM對訊號進行調製後送入KENWOOD TK-378無線對講機上，接收資料的方式與上述相同，由TK-378收到訊號後，經無線MODEM將音頻訊號解調為數字訊號進入電腦或單片機處理。

由於在我們的通訊網路中，並非點對點的通訊，而是一點對多點的廣播式的通訊方式，因此，我們在通訊協議中曾加網站識別碼，每個站有自己特定的識別碼，給下位機編碼可以保證網路通訊的有序性。

由於無線通訊可能會有空間的燥聲幹擾，因此，我們採取了多項抗幹擾措施，首先是包頭識別碼，在發送了傳輸命令之後，下位機開始以打包的形式傳輸資料，每一包都有一個包頭和包尾識別碼，假如識別碼有誤，這一次的傳輸為不正常資料處理。打包發送另外一個原因是TK-270對講機連續發送資料的時間不能超過一分鐘，超過一分鐘就會自動中斷髮送，因此，當資料較多時不打包連續發送的時間就會超過一分鐘，發送資料中斷。

在下位機中有32KB的NVRAM，可以儲存32KB的資料該資料可以由上位機發送清除命令的方法清楚掉，當32KB滿了以後，最早放入的資料就會丟掉，由於我們的採樣速率不高，在慢採的情況下，兩天的時間才能存滿，這樣不論上位機或下位機出現斷電、死機等問題，資料不會丟失掉。

在發送過程中，由於幹擾的原因資料轉送出現錯誤，上位機不給下位機發送清楚命令，資料儲存在NVRAM中，下次上位機發送傳輸命令之後，這些資料還會重新發送到上位機來，這樣可以避免了線路帶來的資料損失，
從下位機向上位機傳送的代碼有ASCII碼和BCD碼，測量資料部分用的是BCD碼主要是為了節省資源，由上位機向下位機發送的命令均為ASCII碼。

我們還對欄位長度和包的長度作了規定，一個欄位有多少個位元組，一包有多少個欄位組成，如果資料最後不夠一整包，也按照整欄位的格式作為半包發送過來。

考慮到下位機的分散性，可能固定在偏遠、不宜接近的地帶，用上位機對下位機發送校時命令並校時的方法來統一網路時間。

由於我們使用的無線MODEM 所限，傳輸速率只能達到2400BPS，而在我們的使用中1200BPS、N PARITY、8 DATA、1 STOP為較穩定點。

上位機向下位機發送的命令有校時命令並校時、請記憶體命令、發送資料命令、快采命令和慢采命令等。發送命令有兩種發送方式，即手動方式和自動方式，自動方式是由定時器來完成的。

在無線通訊過程中，除了規定合理的協議之外，為了保證通訊的正確性，在資料發送時適當的增加延時是必要的，當速度較慢的電腦向速度較快的電腦發送資料時應適當的增加延時。

四、 應用執行個體

由於該項目的軟體原始碼較長，我們只拿出和串口通訊有關的程式片段來供大家參考。在我們的工作中實踐了三種通訊方式，即查詢方式、事件驅動方式、事件驅動轉查詢方式，這三種方式各有利敝，查詢方式有方便可靠的特點，可利用協議或設定時鐘進入和退出查詢狀態，但不是資源的有效利用方式，事件觸發方式對於定長通訊非常有效，但定長通訊在有些場合不實用，事件驅動轉查詢方式既有事件驅動的特點又有轉查詢方式特點，可以說是集二者之長，有效利用資源。下面著重介紹事件驅動轉查詢方式。

首先在公用模組中定義和ONCOMM有關的參數：

Global Const MSCOMM_EV_RECEIVE = 2‘收到 Rthreshold 個字元。該事件將持續產生直到用 Input 屬性從接收緩衝區中刪除資料。
Global Const MSCOMM_ER_RXOVER = 1008‘接受緩衝區溢位。接收緩衝區沒有空間。
Global Const MSCOMM_ER_TXFULL = 1010 ‘傳輸緩衝區已滿。傳輸字元時傳輸緩衝區已滿

在啟動過程中對串口和輸入輸出緩衝區初始化：
Sub Form_Load ()
comm1.Settings = "1200,n,8,1" 設定傳輸速率1200bps，無校正，8位元據位，1位停止位
comm1.CommPort = 1 串口1
comm1.InputLen = 1 一次從輸入緩衝區中讀取一個字元
comm1.InBufferSize = 512 定義輸入緩衝區為512位元組（bytes）
comm1.InBufferCount = 0 清空輸入緩衝區
comm1.OutBufferCount = 0 清空輸出緩衝區
comm1.PortOpen = True 啟動串口
End Sub
下面是發送數傳命令的子過程，啟動該過程由一個定時器控制：
Sub sample_data ()
comm1.RTSEnable = True 將Modem的PTT置高，同時開啟對講機
Call time_delay 適當延時
comm1.Output = "*TRNS" + Chr$(13) 發送命令
Do 該迴圈用來檢測命令是否全部發送完畢
Loop Until comm1.OutBufferCount = 0
Call time_delay 適當延時
comm1.RTSEnable = False 將Modem的PTT置低，將對講機改為接受狀態
comm1.InBufferCount = 0 清空接收緩衝區
comm1.Rthreshold = 1 設定Rthreshold = 1，等待出發OnComm事件
End Sub
在OnComm編寫接收和處理代碼：
Sub Comm1_OnComm ()
Select Case comm1.CommEvent
Case MSCOMM_ER_RXOVER 接收緩衝區溢位。可插入相應的代碼
Case MSCOMM_ER_TXFULL 傳輸緩衝區已滿。可插入處理代碼
Case MSCOMM_ER_RECEIVE 收到1個字元，可進入以下處理過程
comm1.Rthreshold = 0 不再響應OnComm事件，轉入查尋方式接收
ii = 0
iii = 0: sinn = Chr$(42): sinn1 = Chr$(42) 初始設定變數
Do
duration = Timer + .2 設定逾時退出的時間值
iii = iii + 1
sinn1 = sinn
Do 該迴圈判斷輸入緩衝區是否有資料或是否逾時
''dummy% = DoEvents()
Loop Until comm1.InBufferCount >= 1 Or Timer >= duration
If Timer >= duration Then
iii = iii - 1
overtime = True 確定逾時退出，並非正常退出
Exit Do
End If
sinn = comm1.Input 正常退出，取值付給sinn
If header_er = 0 Then
GoTo test_header
End If
If Asc(sinn) > 175 Or Asc(sinn) < 160 Then 判斷包頭是否正確
iii = 0
GoTo station_number_er 包頭不正確，丟掉該資料
End If
test_header: header_er = 0 包頭正確，接受到包頭，header_er=0
ssin(iii) = sinn''----put date into string dimantion
station_number = Asc(ssin(1))
package_number = Asc(ssin(2))
sentence_number = Asc(ssin(3))
last_character = Asc(ssin(iii))
station_number_er: Loop Until sinn1 = Chr$(10) and sinn = Chr$(13) 當收到正確的包尾0A，0D後退出
If overtime = True Then 如果逾時非正常退出
overtime = False
comm1.Rthreshold = 1 重新啟動OnComm事件，等待接收下一包
timer6_wait.Enabled = True
GoTo endsub
End If
以下是接收資料正確以後的資料處理程式，包括解碼和計算這裡從略。
If package_number = 1 Then 如果接收資料正確，而且是最後一包
timer2_sample.Enabled = True 啟動控制數傳命令定時器
comm1.RTSEnable = True 置PTT為高
comm1.OutBufferCount = 0 清空輸出緩衝區
Call time_delay 適當延時
comm1.Output = "*MACK" + Chr$(13) 發送清記憶體命令
Do 檢測是否發送完畢
Loop Until comm1.OutBufferCount = 0
Call time_delay 適當延時
comm1.RTSEnable = False 置PTT為低
End If
If package_number > 1 Then 如果不是最後一包
comm1.Rthreshold = 1 啟動OnComm準備接收下一包
timer6_wait.Enabled = True
End If
endsub: header_er = 1: comm1.InBufferCount = 0 ''--empty inbuffer protect from bed data on the inbuffer
End Select
End Sub

五、 結論

根據我們實踐工作的經驗，在本項目中無線通訊和有線通訊的主要區別在於用MSCOMM控制項的RTSEnable屬性對無線Modem的PTT操作以及適當的延時，延時的長短和使用的電腦有關。在開發的過程中，把握好上述兩條，設定一個合理的通訊協定，選擇合適的硬體是至關重要的。