基于VC++的电业设备监控报警系统研究.doc

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1、摘 要随着科学技术的进步，计算机网络技术的发展日新月异，网络在无声无息间悄悄的走进了每一个人的生活中。无论你承不承认，在将来每个人的生活都将或多或少地依赖于网络。网络已经成为我们获取信息、学习娱乐的主要工具之一。随着网络技术的普及，各大企业也看到了网络的发展空间，开始不断的利用网络的便利。电业企业作为与人们生活用电息息相关的企业，也在不断的寻求一种更加快捷的发现并解决故障的方法。电业企业拥有许多的大型用电供电设备，许多的设备由于工作的方式而只能放置于距离公司主监控室很远的地方，一旦发生故障，公司可能不能及时发现，以至于对解决故障问题造成不便，造成不必要的损失，而且还会浪费大量的人力资源。为解决

2、上述问题，本文基于VC+技术设计了一种电业设备远程监控报警系统。该系统使电业设备具有联网功能及防盗报警功能，系统利用VC+串口编程技术把下位机通过串口传输上来的数据进行封装，使其转化为符合UDP协议的网络可传输数据。这样，在远处进行实时监控的工作人员就能通过网络远程的监控电业设备，及时发现设备的故障并派人员去解决故障问题，减少企业的损失，最大的保证了企业的正常运转，同时也减少了人力资源的浪费。关键词：远程监控报警；VC+；串口编程；网络编程；TCP/IP协议AbstractAlong with the advancement of science and technology, the dev

3、elopment of the computer network technology, network in silence silently entered every persons life. Whatever you admit having, in everyones life will be more or less dependent on network. Network information, we have become one of the main tools to learn. With the popularization of the network tech

4、nology, each big enterprise also saw the development of the network space. Electric power enterprises in people life is closely related to the enterprise, and they are seeking the quick method of finding and solving the problem.Electric power enterprises possess many large-scale electric power equip

5、ment, many equipment is far from the monitor house, once the malfunction arise, it may not be detected, or company can not accurately find fault location. To solve the problem, it will cost many people and material. As for the above problem, this paper proposed a kind of electric equipment remote mo

6、nitoring alarm system based on VC+ technology. This system make the equipment has the networking and anti-theft alarm functions, and it use VC+ serial programming technology to transform the data from serial port to UDP protocol, which can be transmit by network. So far, people can remote real-time

7、monitor equipment by network. Fault can be find as soon as possible. It is benefit ot reduce losing, and it can ensure natural work and reduce manpower.Key words: remote monitoring alarm；VC+；serial port programming；network programming；TCP/IP protocol.II目 录序 言1一、课题背景及研究意义21. 课题的背景22. 课题研究的意义23. 课题研究的

8、主要内容2二、课题相关技术介绍31. VC+相关技术32 TCP/IP协议栈相关技术43串口编程相关技术104Winsock基本概念125. 小结14三、监控报警系统的设计及实现141. 系统总体体系结构的设计及功能142. VC+串口编程部分的设计及实现153. TCP/IP协议栈部分的设计及实现214. 小结27四、监控报警系统的调试及运行结果271串口收发部分的调试272. TCP/IP协议栈部分的调试293. 系统整体调试30五、结论31参考文献32致谢33序 言随着科学技术的进步，以及科学知识的普遍推广，计算机的应用已普及到经济和社会生活的各个领域并发挥着越来越重要的作用。电业企业作

9、为影响人们生活的重大企业，也在不断的寻求新的管理监控方式来提高企业的效率。而计算机技术的普及无疑给电业企业带来了提高效率的新方式。电业企业拥有许多的大型用电设备，大部分的设备都是距离公司很远，一旦发生故障很难及时发现并做出正确的判断。过去的电业企业只能通过加派人员定期对进行设备的维护来确保机器的正常工作，但仅仅如此还是不能有效的检查出机器的故障，发生故障时也不能及时的进行维修，对公司造成重大的损失。如何找到一种方便准确的检测故障的方法成为提高电业企业工作效率和市场竞争了的有力武器。计算机网络技术无疑是一种上佳的选择。为此，本文设计了一种基于VC+的电业设备监控报警系统。如果设备发生了故障，下位

10、机将采集报警信息并通过串口传输到PC机上，而PC机通过串口编程技术对数据进行封装，打包成符合UDP协议的网络可传输数据，以便于通过网络传递给远端的计算机。这样，监控室的工程师就会及时的发现设备的故障并可以进行及时的处理。如此将大大提高企业的工作效率。基于VC+的电业设备监控报警系统研究一、课题背景及研究意义1. 课题的背景随着网络化和信息化时代的临近，各行各业都在寻找着自己的新的增长点。电业企业也开始采用网络技术监控企业的设备，以便更好的运作发展。电业企业中拥有许多大型的电力设备，有些电力设备距离自己的公司很远，每当出现故障不能及时的察觉和维修，对各企业造成了重大的损失。目前，大部分的电业公司

11、还不具备广泛的联网功能，这十分不利于远程的监控，不仅不能及时发现问题，还浪费大量的人力资源。本课题正是在这种背景下提出的。2. 课题研究的意义对于电业企业而言，及时发现故障并维修故障是保证企业正常工作减少损失的重要环节，在大部分企业还在采用人工检测排查的方式的时候，如何更快更有效的解决问题是每个企业都在抓紧研发的。 当设备发生故障时，下位机会把接收的数据经过串口编程技术转化成为符合TCP/IP协议的网络可传输数据，并把数据通过网络传输给监控室里的PC机上。这样，在远程的监控技术人员就能发现设备是否发生了故障一般及时派人员去修理，大大提高了检修的效率，又节约了人力资源。3. 课题研究的主要内容本

12、课题以Windows XP为开发平台，以C+为开发语言，以Visual C+60作为前台开发环境，应用串口编程技术进行整理。本文利用VC串口编程技术及TCP/IP协议相把下位机传输上来的数据打包整理进行封装，使其符合UDP协议，以便于在网络上传输。而传输过去的数据能直观的反应设备的故障原因，故障地点等信息，使管理更加人性化。本论文的主要研究内容如下：（1）VC+界面编程；（2）通过串口编程实现PC与下位机的通信；（3）串口协议与UDP协议之间的转换；（4）对软件进行现场测试，以验证设计的可行性、准确性和优越性。二、课题相关技术介绍1. VC+相关技术Visual C+6.0是微软公司的重要产品

13、之一，它用来在Windows环境下开发应用程序，是一种功能强大、行之有效的可视化编程工具。Visual C以可视化技术为基础，以C+为蓝本，以众多的集成工具为骨架，在计算机领域的诸多方面都发挥着重要的作用。其以实用的开发环境和集成的工具集让用户高效率的开发应用程序。二十世纪九十年代以来，伴随着计算机硬件技术的高速发展，Windows操作系统风靡全球，形成了操作系统市场的垄断地位。Windows应用软件也蓬勃发展，广泛应用于各个行业，包括教育领域1。对于应用软件的开发，微软公司也提供了强大、复杂的开发工具Visual C+(简称VC+)，借助其生成代码的向导，能快速生成可运行的Windows应用

14、程序的外壳。VC+附带的基本类库，即MFC封装了大部分从前进行开发所用的API函数，己经成为许多C+编译器进行Windows开发的行业标准。 （1）Windows编程模型Windows程序启动后，执行特定的任务，其中最重要的是创建应用程序的主窗口，这个主窗口需要自己的代码来处理Windows发送给它的信息，所以Windows程序是通过来自操作系统的消息来处理用户的输入。Windows中的大部分消息是严格定义的，而且适用于所有的程序。Windows引入了一个名为图形设备接口(GDI)的抽象层。其中包含了一个重要的概念设备环境(DC)，它其实是一个对窗口的绘图属性保持跟踪的数据结构。Windows

15、提供视频和打印机驱动程序。当应用程序进行显示或打印任务时，就把设备环境映射到具体物理设备上，所以自己的应用程序不必知道系统连接的显卡和打印机的类型，不必进行硬件寻址，而只是调用GDI函数，发出适当的输入输出指令即可2。在进行Windows编程时，可以使用大量已经建立的格式在资源文件中存储数据。链接程序把二进制资源文件与C+编译程序的输出组合起来，生成一个可执行文件。资源文件可以包括位图、图标、菜单定义、对话框布局和字符串等等。一般情况下，使用所见即所得工具来编辑资源。（2） VC+软件的开发过程在概要设计阶段得到的软件系统的总体结构、各模块功能及其相互关系后，接下来的软件设计工作就是需要考虑如

16、何实现每个模块的具体功能，这个工作阶段称为软件的详细设计阶段。详细设计阶段软件开发的主要任务就是对概要设计中每个模块的功能进行分析，建立每一个待实现的数字模型，将实际问题转化为数学问题，然后选择或制定解决相应的数学问题的算法，并将流程图描述出来3。 （3） VC+开发环境的介绍 VC+被称为可视化集成开发环境是由于在VC+中能够执行如下的功能： 第一，生成不用编写代码的起始应用程序；第二，通过许多不同方法查看项目文件；第三，编辑源文件和包含文件；第四，建立应用程序的可视界面(菜单和对话框)；第五，编译和链接；第六，运行时调试应用程序。下面介绍几个VC+中的常用组件： 应用程序向导(AppWiz

17、ard)。AppWizard是一个标准的c+源代码生成器。它通过一系列的对话框来提示用户输入所需创建的程序的信息。然后AppWizard生成一些文件，这些文件构成程序的框架。由AppWizard生成的程序是一个基本的Windows程序，它生成的是基本代码，用户应在此基础上完善自己内容。 类向导(Class Wizard)。Class Wizard是一个交互式工具，主要进行类代码的维护。用来建立新的类，定制类，把消息映射为类成员函数，或者把控制框映射为类变量成员。在开发程序时，可用Class Wizard建立程序所需要的类，包括消息处理和消息映射例程(用于定位处理消息的代码)。 资源视图(Res

18、ource View)。Resource View包含了项目中所有的层次列表，用于编辑和管理应用程序中用到的各种可视元素，包括快捷键、对话框、图标、菜单、字符串、工具栏等。 文件视图(File View)。File View视图同Class View非常相似，将项目中的所有文件(C+源文件、头文件、资源文件、Help文件等)以视图的形式分类显示。在视图中可以显示和编辑源文件和头文件4, 52. TCP/IP协议栈相关技术TCP/IP 指传输控制协议/网际协议 (Transmission Control Protocol / Internet Protocol)。TCP/IP 定义了电子设备（比

19、如计算机）如何连入因特网，以及数据如何在它们之间传输的标准6。TCP/IP协议是互联网中的基本通信语言或协议。当用户直接网络连接时，用户的计算机应提供一个TCP/IP程序的副本，此时接收用户所发送的信息的计算机也应有一个TCP/IP程序的副本。 TCP/IP是一个两层的程序。高层为传输控制协议，它负责聚集信息或把文件拆分成更小的包。这些包通过网络传送到接收端的TCP层，接收端的TCP层把包还原为原始文件。低层是网际协议，它处理每个包的地址部分，使这些包正确的到达目的地。网络上的网关计算机根据信息的地址来进行路由选择。即使来自同一文件的分包路由也有可能不同，但最后会在目的地汇合。TCP/IP使用

20、客户端/服务器模式进行通信。TCP/IP通信是点对点的，意思是通信是网络中的一台主机与另一台主机之间的。TCP/IP与上层应用程序之间可以说是没有国籍的，因为每个客户请求都被看做是与上一个请求无关的。正是它们之间的“无国籍的”释放了网络路径，才使每个人都可以连续不断的使用网络。许多用户熟悉使用TCP/IP协议的高层应用协议，包括万维网的超文本传输协议（HTTP），文件传输协议（FTP），远程网络访问协议(Telnet)和简单邮件传输协议（SMTP）。这些协议通常和TCP/IP协议打包在一起。 使用模拟电话调制解调器连接网络的个人电脑通常是使用串行线路接口协议（SLIP）和点对点协议（P2P）。

21、这些协议压缩IP包后通过拨号电话线发送到对方的调制解调器中。 有TCP/IP协议相关的协议还包括用户数据报协议（UDP），它代替TCP/IP协议来达到特殊的目的。其他协议是网络主机用来交换路由信息的，包括Internet控制信息协议（ICMP），内部网关协议（IGP），外部网关协议（EGP），边界网关协议（BGP）。TCP/IP协议并不完全符合OSI的七层参考模型7。传统的开放式系统互连参考模型，是一种通信协议的7层抽象的参考模型,其中每一层执行某一特定任务。该模型的目的是使各种硬件在相同的层次上相互通信。这7层是:物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。而TCP/IP通讯

22、协议采用了4层的层级结构，每一层都呼叫它的下一层所提供的网络来完成自己的需求。这4层分别为： 应用层：应用程序间沟通的层，如简单电子邮件传输（SMTP）、文件传输协议（FTP）、网络远程访问协议（Telnet）等。 传输层：在此层中，它提供了节点间的数据传送，应用程序之间的通信服务，主要功能是数据格式化、数据确认和丢失重传等。如传输控制协议（TCP）、用户数据报协议（UDP）等，TCP和UDP给数据包加入传输数据并把它传输到下一层中，这一层负责传送数据，并且确定数据已被送达并接收。 互连网络层：负责提供基本的数据封包传送功能，让每一块数据包都能够到达目的主机（但不检查是否被正确接收），如网际协

23、议（IP）。 网络接口层（主机-网络层）：接收IP数据报并进行传输，从网络上接收物理帧，抽取IP数据报转交给下一层，对实际的网络媒体的管理，定义如何使用实际网络（如Ethernet、Serial Line等）来传送数据。OSI模型与通信流程如图2.1所示：图2.1 OSI模型与通信流程 表2.1指出了OSI模型中各个层的功能。表2.1 OSI模型中各个层的功能名称层次功能物理层1实现计算机系统与网络间的物理连接数据链路层2进行数据打包与解包，形成信息帧网络层3提供数据通过路由传输层4提供传输顺序信息与响应会话层5建立和终止连接表示层6数据转换，确认数据格式应用层7提供用户程序接口UDP 是Us

24、er Datagram Protocol的简称，中文名是用户数据包协议，是 OSI 参考模型中一种无连接的传输层协议，提供面向事务的简单不可靠信息传送服务。它是IETF RFC 768是UDP的正式规范。UDP协议使用端口号为不同的应用保留其各自的数据传输通道。UDP和TCP/IP协议正是采用这一机制实现对同一时刻内多项应用同时发送和接收数据的支持。数据发送一方（可以是客户端或服务器端）将UDP数据报通过源端口发送出去，而数据接收一方则通过目标端口接收数据。有的网络应用只能使用预先为其预留或注册的静态端口；而另外一些网络应用则可以使用未被注册的动态端口。因为UDP报头使用两个字节存放端口号，所

25、以端口号的有效范围是从0到65535。一般来说，大于49151的端口号都代表动态端口。数据报的长度是指包括报头和数据部分在内的总字节数。因为报头的长度是固定的，所以该域主要被用来计算可变长度的数据部分（又称为数据负载）。数据报的最大长度根据操作环境的不同而各异。从理论上说，包含报头在内的数据报的最大长度为65535字节。不过，一些实际应用往往会限制数据报的大小，有时会降低到8192字节。UDP协议使用报头中的校验值来保证数据的安全。校验值首先在数据发送方通过特殊的算法计算得出，在传递到接收方之后，还需要再重新计算。如果某个数据报在传输过程中被第三方篡改或者由于线路噪音等原因受到损坏，发送和接收

26、方的校验计算值将不会相符，由此UDP协议可以检测是否出错。这与TCP协议是不同的，后者要求必须具有校验值。许多链路层协议都提供错误检查，包括流行的以太网协议，也许想知道为什么UDP也要提供检查和。其原因是链路层以下的协议在源端和终端之间的某些通道可能不提供错误检测。虽然UDP提供有错误检测，但检测到错误时，UDP不做错误校正，只是简单地把损坏的消息段扔掉，或者给应用程序提供警告信息。UDP协议有如下几大特性：（1）UDP是一个无连接协议，传输数据之前源端和终端不建立连接，当它想传送时就简单地去抓取来自应用程序的数据，并尽可能快地把它扔到网络上。在发送端，UDP传送数据的速度仅仅是受应用程序生成

27、数据的速度、计算机的能力和传输带宽的限制；在接收端，UDP把每个消息段放在队列中，应用程序每次从队列中读一个消息段。 （2）由于传输数据不建立连接，因此也就不需要维护连接状态，包括收发状态等，因此一台服务机可同时向多个客户机传输相同的消息。（3）UDP信息包的标题很短，只有8个字节，相对于TCP的20个字节信息包的额外开销很小。（4）吞吐量不受拥挤控制算法的调节，只受应用软件生成数据的速率、传输带宽、源端和终端主机性能的限制。（5）UDP使用尽最大努力交付，即不保证可靠交付，因此主机不需要维持复杂的链接状态表（这里面有许多参数）。（6）UDP是面向报文的。发送方的UDP对应用程序交下来的报文，

28、在添加首部后就向下交付给IP层。既不拆分，也不合并，而是保留这些报文的边界，因此，应用程序需要选择合适的报文大小。 虽然UDP是一个不可靠的协议，但它是分发信息的一个理想协议。例如，在屏幕上报告股票市场、在屏幕上显示航空信息等等。UDP也用在路由信息协议RIP（Routing Information Protocol）中修改路由表。在这些应用场合下，如果有一个消息丢失，在几秒之后另一个新的消息就会替换它。UDP广泛用在多媒体应用中，例如，Progressive Networks公司开发的RealAudio软件，它是在因特网上把预先录制的或者现场音乐实时传送给客户机的一种软件，该软件使用的Rea

29、lAudio audio-on-demand protocol协议就是运行在UDP之上的协议，大多数因特网电话软件产品也都运行在UDP之上。 UDP协议是建立在IP协议基础之上的，IP数据报首部包括源地址，目的地址，负载的协议类型等详细的信息。图2.2给出了IP数据报格式的图解描述：图2.2 IP数据报格式版本字段长度为4，用来表明建立数据报的IP版本，目前的IP版本是IPv4,IPv6正在发展中。IPv4的字段为0100 。首部长度（报头长度）指的是首部占32 bit字的数目，包括任何选项。由于它是一个4比特字段，因此首部最长为60个字节。15x32/8=60字节.IP首部始终是32 bit

30、的整数倍.IP数据报报头的最小长度为20个字（不含填充字段和IP选项字段的IP报头是最常见的IP报头，为20个字节）。服务类型TOS（Type Of Service）总长度字段是指整个I P数据报的长度，以字节为单位.由于该字段长16比特，所以I P数据报最长可达6 5 5 3 5字节(64KB).总长度字段是I P首部中必要的内容。数据长度总长报头长度。标识符长16比特，标志位长度为3比特，用于分段控制：第0位为预留位，第1位表示可否分段。当该位的值为0时，表示数据报不可分段，值为1时，表示数据报可被分段。第2位为段是否结束位，当该位的值为0时，表示该段是原数据报的最后一段，值为1时，表示后

31、面不有更多的分段。UDP是利用底层的IP协议传送报文的。UDP报文时封装在IP报文中的。UDP报文由UDP报文头和UDP数据区组成，在要发送UDP报文时，在UDP数据前加一个IP头部构成IP数据报，然后发送出去。UDP数据报的格式如图2.3所示。图2.3 UDP数据报格式UDP包头由4个域组成，其中每个域各占用2个字节。 源端口号（16位）：UDP数据包的发送方使用的端口号。 目标端口号（16位）：UDP数据包的接收方使用的端口号。UDP协议使用端口号为不同的应用保留其各自的数据传输通道。UDP和rap协议正是采用这一机制，实现对同一时刻内多项应用同时发送和接收数据的支持。 数据包长度（16位

32、）：数据包的长度是指包括包头和数据部分在内的总的字节数。理论上，包含包头在内的数据包的最大长度为65535字节。不过，一些实际应用往往会限制数据包的大小，有时会降低到8192字节。校验值（16位）：UDP协议使用包头中的校验值来保证数据的安全。3. 串口编程相关技术 （1）串口通信基本原理串口是计算机上一种非常通用设备通信的协议。大多数计算机包含两个基于RS232的串口。串口同时也是仪器仪表设备通用的通信协议，很多GPIB兼容的设备也带有RS-232口。同时，串口通信协议也可以用于获取远程采集设备的数据。 串口通信的概念非常简单，串口按位（bit）发送和接收字节。尽管比按字节（byte）的并行

33、通信慢，但是串口可以在使用一根线发送数据的同时用另一根线接收数据。它很简单并且能够实现远距离通信。比如IEEE488定义并行通行状态时，规定设备线总常不得超过20米，并且任意两个设备间的长度不得超过2米，而对于串口而言，长度可达1200米。 典型地，串口用于ASCII码字符的传输。通信使用3根线完成：地线、发送线、接收线。由于串口通信是异步的，端口能够在一根线上发送数据同时在另一根线上接收数据。其他线用于握手，但是不是必须的。串口通信最重要的参数是波特率、数据位、停止位和奇偶校验。对于两个进行通行的端口，这些参数必须匹配8： 波特率：这是一个衡量通信速度的参数。它表示每秒钟传送的bit的个数。

34、例如300波特表示每秒钟发送300个bit。当提到时钟周期时，就是指波特率。如果协议需要4800波特率，那么时钟是4800Hz。这意味着串口通信在数据线上的采样率为4800Hz。通常电话线的波特率为14400，28800和36600。波特率可以远远大于这些值，但是波特率和距离成反比。高波特率常常用于放置的很近的仪器间的通信，典型的例子就是GPIB设备的通信。 数据位：这是衡量通信中实际数据位的参数。当计算机发送一个信息包，实际的数据不会是8位的，标准的值是5、7和8位。如何设置取决于你想传送的信息。比如，标准的ASCII码是0127（7位）。扩展的ASCII码是0255（8位）。如果数据使用简

35、单的文本（标准 ASCII码），那么每个数据包使用7位数据。每个包是指一个字节，包括开始/停止位，数据位和奇偶校验位。由于实际数据位取决于通信协议的选取，术语“包”指任何通信的情况。停止位：用于表示单个包的最后一位。典型的值为1，1.5和2位。由于数据是在传输线上定时的，并且每一个设备有其自己的时钟，很可能在通信中两台设备间出现了小小的不同步。因此停止位不仅仅是表示传输的结束，并且提供计算机校正时钟同步的机会。适用于停止位的位数越多，不同时钟同步的容忍程度越大，但是数据传输率同时也越慢。奇偶校验位：在串口通信中一种简单的检错方式。有四种检错方式：偶、奇、高和低。当然没有校验位也是可以的。对于偶

36、和奇校验的情况，串口会设置校验位（数据位后面的一位），用一个值确保传输的数据有偶个或者奇个逻辑高位。例如，如果数据是011，那么对于偶校验，校验位为0，保证逻辑高的位数是偶数个。如果是奇校验，校验位位1，这样就有3个逻辑高位。高位和低位不真正的检查数据，简单置位逻辑高或者逻辑低校验。这样使得接收设备能够知道一个位的状态，有机会判断是否有噪声干扰了通信或者是否传输和接收数据是否同步。（2） RS232接口标准 串行通信接口经过使用和发展，目前已经有很多种，但都是在RS232标准的基础上经过改进而形成的9。目前较为常用的串口有25针串口(DB 25)和9针串口(DB 9)两种。DB 25连接器定义

37、了25根信号线，分为4组：异步通信的9个电压信号(含信号地GND)(2、3、4、5、6、7、8、20、22)；20mA电流环信号9个(12、13、14、15、16、17、19、23、24)；空6个(9、10、11、18、2l、25)；保护地一个(PE)，作为设备接地端(1)。而DB 9只提供异步通信的9个信号。这两种接口的连接器外形及信号线分配如图2.4。图2.4 DB.2.5和DB.9连接器引脚示意图DB9和DB25的常用信号脚说明如表2.2所示：表2.2 DB9和DB25的常用信号脚说明9针串口（DB9）25针串口（DB25）针号功能说明缩写针号功能说明缩写1数据载波检测DCD1数据载波检

38、测DCD2数据接收RXD2数据接收RXD3发送数据TXD3发送数据TXD4数据终端准备DTR4数据终端准备DTR5信号地GND5信号地GND6数据设备准备好DSR6数据设备准备好DSR7请求发送RTS7请求发送RTS8清除发送CTS8清除发送CTS9振铃指示DELL9振铃指示DELL（3）RS232串口常用的接线方法串口通信最为简单且最常用的三线制接线法，即接收数据针脚(或线)与发送数据针脚(或线)相连，彼此交叉，信号地对应相接。RS 232串口通信接线方法如表2.3。表2.3 RS232串口接线方法9针-9针25针-25针9针-25针233222322333557757首先，串口传输数据只要

39、有接收数据针脚和发送针脚就能实现：同一个串口的接收脚和发送脚直接用线相连，两个串口相连或一个串口和多个串口相连10, 11。4Winsock基本概念 Windows下网络编程的规范Windows Sockets是Windows下得到广泛应用的、开放的、支持多种协议的网络编程接口。从1991年的1.0版到1995年的2.0.8版，经过不断完善并在Intel、Microsoft、Sun、SGI、Informix、Novell等公司的全力支持下，已成为Windows网络编程的事实上的标准。Windows Sockets规范以U.C. Berkeley大学BSD UNIX中流行的Socket接口为范例

40、定义了一套Microsoft Windows下网络编程接口。它不仅包含了人们所熟悉的Berkeley Socket风格的库函数；也包含了一组针对Windows的扩展库函数，以使程序员能充分地利用Windows消息驱动机制进行编程。Windows Sockets规范本意在于提供给应用程序开发者一套简单的API，并让各家网络软件供应商共同遵守。此外，在一个特定版本Windows的基础上，Windows Sockets也定义了一个二进制接口（ABI），以此来保证应用Windows Sockets API的应用程序能够在任何网络软件供应商的符合Windows Sockets协议的实现上工作。因此这份规

41、范定义了应用程序开发者能够使用，并且网络软件供应商能够实现的一套库函数调用和相关语义。遵守这套Windows Sockets规范的网络软件，称之为Windows Sockets兼容的，而Windows Sockets兼容实现的提供者，我们称之为Windows Sockets提供者。一个网络软件供应商必须百分之百地实现Windows Sockets规范才能做到现Windows Sockets兼容。任何能够与Windows Sockets兼容实现协同工作的应用程序就被认为是具有Windows Sockets接口。称这种应用程序为Windows Sockets应用程序。Windows Sockets

42、规范定义并记录了如何使用API与Internet协议族连接，尤其要指出的是所有的Windows Sockets实现都支持流套接口和数据报套接口.应用程序调用Windows Sockets的API实现相互之间的通讯。Windows Sockets又利用下层的网络通讯协议功能和操作系统调用实现实际的通讯工作6。根据网络通信的特性，套接字可分为2类：流套接字和数据报套接字。（1）流套接字流套接字提供双向的、有序的、无重复并且无记录边界的数据流服务，它适用于处理大量数据。网络传输层可以将数据分散或集中到合适尺寸的数据包中。流套接字是面向连接的，通信双方进行数据交换前，必须建立一条路径，这样既确定了它们

43、之间存在的路由，又保证了双方都是活的的、可彼此响应的，但在通信双方之间建立一个通信通道需要很多开支。除此之外，大部分面向连接的协议为保证发送无误，可能会需要执行额外的计算来验证正确性，因此会进一步增加开销。（2）数据报套接字数据报套接字支持双向数据流，但并不保证数据传输的可靠性、有序性和无重复性。也就是说，一个从数据报套接字接收信息的进程有可能发现信息重复，或者和发出时的顺序不同的情况。此外，数据报套接字的一重要特点是它保留了记录边界。对于这一点，数据报套接口采用了与现在去多包交换网络（如以太网）非常类似的模型。数据报套接字是无连接的，它不保证接收端是否正在侦听，类似于邮政服务：发信人把信装入

44、邮箱即可，至于收信人是否收到这封信或邮局是否能按时将信件投递到收信人处等，发信人都不得而知。因此，数据报并不可靠，需由程序员负责管理数据报的排序和可靠性。5小结本章重点介绍了VC+的相关技术，它是使程序得以运行的基础。又介绍了TCP/IP协议的基本知识，概括了UDP协议的数据报格式。同时简要描述了串口编程的相关知识、串口的引脚说明及接线方法等。三、监控报警系统的设计及实现1系统总体体系结构的设计及功能本系统基于VC+串口编程技术，把单片机通过串口传输给PC机的数据转换成为符合UDP协议的网络可传输数据，再通过网络传输给远端的PC机。系统结构如图3.1所示：图3.1 监控报警系统结构框图图3.1

45、为电业设备监控报警系统的结构框图，当有设备发生故障或被盗时，MCS-51单片机（即下位机）会接收到信号，通过串口传递给近端的PC机，近端的PC机经过VC+串口编程技术使其按照UDP协议进行封装，再通过网络传递给远端的各个PC机。2. VC+串口编程部分的设计及实现本设计主要使用一个非常好用的多线程串口编程工具CSerialPort类，用他可以很轻松地完成一般串口编程任务。这里先重点介绍几个经常要用到的函数：（1）串口初始化函数InitPort这个函数是用来初始化串口的，即设置串口的通信参数：需要打开的串口号、波特率、奇偶校验方式、数据位、停止位，这里还可以用来进行事件的设定。BOOL CSer

46、ialPort:InitPort (CWnd* pPortOwner, / 所属主窗口the owner(CWnd) of the port / (receives message) UINT portnr, / 串口号portnumber UNIT baud, / 波特率baudrate char parity, / 校验方式parity UINT databits, / 数据位databits UINT stopbits, / 停止位stopbits DWORD dwCommEvents, / EV_RXCHAR,EV_CTS事件设置 UINT writebuffersize) / 设置发送缓冲区大小size to the writebuffer如果串口初始化成功，就返回TRUE，若串口被其他设备占用、不存在或存在其它故障，就返回FALSE,编程者可以在这提示串口操作是否成功。如果在当前主窗口中调用这个函数，那么pPortOwner可用this指针表示。串口号在函数中做了限制，只能用1、2、3和4四个串口号，而事