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1、学院毕业设计(论文)学院院 毕毕 业 设 计计（论 文）题 目： 基基于单片片机的多多功能环环境检测测系统设设计作 者： 指导教师师： 专 业： 电气气自动化化 时 间： 学院院毕业论论文基于单片片机的多多功能环环境监测测系统设设计串口口通信与与界面设设计The dessignn off muultiifunnctiion envviroonmeentaal mmoniitorringg baasedd onn siinglle-cchippSeeriaal ccommmuniicattionns aand intterffacee deesiggn摘 要随着工业业技术的的发展，环环境问题题已
2、经成成为全世世界关注注的问题题。近年年来，水土流流失、荒漠化化、草原退退化和物物种减少少；生态相相当脆弱弱，自然灾灾害频繁繁；环境污污染严重重，直接危危及社会会、经济的的发展。人们已已经认识识到，为了保保护环境境，就将对对环境的的演化趋趋势、特点及及存在的的问题作作进一步步的细致致的了解解。多功功能环境境监测是是利用各各种技术术测定和和分析生生命系统统各层次次对自然然或人为为作用的的反应或或反馈效效应的综综合表征征来判断断和评价价这些干干扰对环环境产生生的影响响、危害及及其变化化规律，为环境境质量的的评估、调控和和环境管管理提供供科学依依据。本课题从从国内外外环境监监测系统统的研究究现状出出发
3、，结结合实际际情况设设计一个个基于单单片机的的多功能能环境监监测系统统。本文文主要负负责串口口通信及及界面软软件的设设计。其其中，上上位机软软件主要要以Winndowws XXP为操操作平台台，采用用Dellphii70编写。DDelpphi是是一种可可视化的的、快速速的应用用程序，具有面面向对象象编程，支支持团队队开发，提提供工程程管理，对对数据库库的良好好支持等等特性，是是一个集集数据通通信、存存储、查查询、处处理于一一体的综综合性软软件。本设计能能够实现现以下功功能：PPC机通通过串行行口与下下位机通通信，将将下位机机采集到到的温、湿湿度及光光线数据据在PCC机上实实时显示示；对历史史数
4、据进进行查询询、分析析、统计计，并能能将相应应的结果果打印出出来。关键词：温湿度度；光线线状况；上位机机；串口口通信AbsttracctWithh thhe ddeveeloppmennt oof iinduustrriall teechnnoloogy, ennvirronmmenttal isssuess haave beccomee thhe wworlldss coonceern. Inn reecennt yyearrs, soiil eerossionn, ddeseertiificcatiion, grrassslannd ddegrradaatioon aand losss o
5、of bbioddiveersiity; eccoloogy verry ffraggilee annd ffreqquennt nnatuurall diisassterrs; envviroonmeentaal ppolllutiion, diirecctlyy thhreaatenningg thhe ssociial andd ecconoomicc deevellopmmentt. EEnviironnmenntall moonittoriing is thee usse oof mmultti-ffuncctioon mmeassureemennt aand anaalyssis
6、tecchnoologgy ssysttem at alll leevells oof llifee too naaturral or mann-maade rolle oof rrespponsse oor ffeeddbacck eeffeectss off thhe ccompprehhenssivee chharaacteerizzatiion to dettermminee annd eevalluatte tthe imppactt off innterrferrencce oon tthe envviroonmeent, enndanngerr thheirr trrendds,
7、 thee ennvirronmmenttal quaalitty aasseessmmentt, cconttroll annd pprovvidee thhe sscieentiificc baasiss foor eenviironnmenntall maanaggemeent.Thiss toopicc emmbarrks froom tthe dommesttic andd fooreiign envviroonmeentaal mmoniitorringg syysteemss reeseaarchh prreseent sittuattionn, tthe uniion actt
8、uall siituaatioon ddesiignss onne bbaseed oon mmonoolitthicc innteggratted cirrcuiitss muultii-puurpoose envviroonmeentaal mmoniitorringg syysteem. Thiis aartiiclee prrimaary coggnizzancce sseriial porrt ccorrrespponddencce aand conntacct ssurffacee sooftwwarees dessignn. AAnd, thhe ssupeerioor mmac
9、hhinee sooftwwaree maainlly ttakee Wiindoows XP as thee seerviice plaatfoorm, usses thee Deelphhi7.0 ccomppilaatioon. Dellphii iss onne kkindd off viisuaalizzatiion, thhe ffastt apppliicattionn prroceedurre, hass thhe oobjeect-oriientted proograammiing, suuppoortss thhe tteamm too deevellop, prrovii
10、dess thhe pprojjectt maanaggemeent, too daatabbasee chharaacteerissticcs aand so on goood ssuppportt, iis aa coolleectiion datta ccommmuniicattionn, tthe memmoryy, tthe inqquirry, proocesssinng iin aa boodys ccompprehhenssivee sooftwwaree.Thiss deesiggn ccan reaalizze tthe folllowwingg fuuncttionn:
11、PPC mmachhinee thhrouugh serriall poort andd loowerr poosittionn maachiine corrressponndennce, loowerr poosittionn maachiine gattherringg waarm, huumiddityy annd ooptiicall fiiberr daata on thee PCC maachiine reaal ttimee diispllay; Caarriies on thee innquiiry, thhe aanallysiis, thee sttatiistiics t
12、o thee hiistooriccal datta, andd caan pprinnt tthe corrressponndinng rresuult.Key worrds：mpeeratturee annd hhumiiditty；LLighhtinng ccondditiionss；PCC；Seeriaal CCommmuniicattionn目 录第一章绪绪论11.1 课题背背景11.2国国内外环环境监测测现状及及发展趋趋势21.2.1发展展现状221.2.2发展展趋势331.3本本课题主主要工作作4第二章系系统设计计总体方方案52.1监监测系统统结构框框图52.2监监测终端端的设计
13、计52.3通通信方式式的选择择6第三章上上位机开开发环境境与主要要技术883.1 上位位机开发发平台883.2 数据据库方案案的实现现83.3 串口口通信的的实现方方法93.3.1概述述93.3.2串口口通信AAPI函函数的实实现原理理113.3.2串口口类的开开发133第四章使使用SPPCommm控件件实现串串口通信信144.1安安装SPPCommm控件件144.2SSPCoomm的的主要属属性,方方法和事事件1444.2.1 属属性1444.2.2 方方法1554.2.3事件1554.3SSPCoomm的的使用116第五章上上位机软软件设计计方案1195.1系系统设计计概述1195.2数数
14、据库平平台的选选择1995.3串串口通信信在本系系统中的的实现2205.3.1通信信协议的的设计2205.3.2通信信程序的的开发2245.4上上位机程程序的开开发设计计245.4.1系统统登录模模块2555.4.2系统统主界面面模块2265.4.3用户户设置模模块2775.4.4历史史数据查查询模块块28结论311致谢322参考文献献33附录344健雄职业技术学院毕业设计（论文）第一章 绪论论1.1 课题题背景随着人们们对环境境问题及及其规律律认识的的不断深深化，环环境问题题不再局局限于排排放污染染物引起起的健康康问题，而而且包括括自然环环境的保保护、生生态平衡衡和可持持续发展展的资源源问题
15、。因因此，环环境监测测正从一一般意义义上的环环境污染染因子监监测开始始向生态态环境监监测过渡渡和拓宽宽。除了了常见的的各类污污染因子子外，由由于人为为因素影影响，灾灾害性天天气增加加，森林林植被锐锐减，水水土流失失严重，土土壤沙漠漠化加剧剧，洪水水泛滥，沙沙尘暴、泥泥石流频频发，酸酸沉降等等，使我我国本已已十分脆脆弱的生生态环境境更加恶恶化。这这促使人人们重新新审查环环境问题题的复杂杂性，用用新的思思路和方方法了解解和解决决环境问问题。人人们开始始认识到到，为了了保护生生态环境境，必须须对环境境生态的的演化趋趋势、特特点及存存在的问问题建立立一套行行之有效效的动态态监测与与控制体体系，这这就是
16、生生态环境境监测。生生态环境境监测是是环境监监测发展展的必然然趋势。本质上看看，环境境保护是是以减少少或避免免生态系系统的破破坏为终终极目标标。对环环境监测测，目前前单纯的的理化指指标和生生物指标标监测存存在很大大的局限限性，而而生态环环境监测测则可弥弥补传统统环境监监测的不不足。因因此前者者强调“局局部剖析析”，只只对大气气、水、土土壤等中中的化学学毒物或或有害物物理因子子进行测测定；而而后者着着眼于“整整体综合合”，对对人类活活动造成成的生态态破坏和和影响进进行测定定。可以以说，生生态环境境监测是是生态保保护的前前提，是是生态管管理的基基础，是是生态法法律法规规的依据据。目前前，生态态环境
17、监监测已在在全球范范围内展展开，但但在我国国才刚起起步，基基础差，底底子薄，相相对落后后，缺乏乏统一的的标准，国国家尚未未制定技技术规范范。本文文主要结结合国内内情况拟拟对生态态环境监监测作全全面介绍绍，以期期大家共共同努力力来推动动生态环环境监测测工作在在我国的的开展。虽然我国国经济一一直以来来快速发发展，但但是在经经济发展展的同时时对环境境的影响响也日益益扩大，尤尤其是负负面的影影响。反反过来生生态环境境的破坏坏也逐步步威胁着着我们人人类的生生存和发发展。为为了更好好的改善善人类的的生存环环境、尽尽可能的的避免环环境进一一步恶化化，对环环境情况况特别是是与人类类关系密密切的环环境参数数如温
18、度度和湿度度的监测测无疑具具有非常常重要的的意义。人人类的生生存和社社会的活活动与温温度、湿湿度，光光线等环环境因素素的相关关性越来来越大，对对环境参参数进行行有效的的实时监监测，已已成为目目前非常常严峻的的课题。环环境监测测是获取取环境信信息，认认识环境境质量和和评价环环境好坏坏的重要要手段，也也是进行行环境监监督和环环境治理理等管理理工作的的主要信信息来源源和途径径。环境监测测系统是是集传感感器技术术、通信信网络和和计算机机应用为为一体的的综合数数据分析析管理系系统，随随着自动动控制技技术、电电子信息息技术和和大规模模集成电电路等技技术近年年来迅速速的发展展，许多多西方发发达国家家已经拥拥
19、有很多多先进的的环境监监测设备备与环境境监测手手段。如如果直接接从外国国购买这这些现成成的设备备和技术术，对于于我国来来说成本本投入是是比较高高的，而而且这些些设备和和监测手手段可能能与我国国复杂多多变的气气候条件件和具体体的情况况不相匹匹配，所所以当前前不适合合直接购购买和应应用这些些设备和和技术。目前，我我国的环环境监测测系统与与这些国国家相比比还有较较大的差差距，但但随着我我国科技技实力的的增强和和经济实实力的提提高，也也先后开开发了一一系列的的环境监监测系统统。在这这领域的的进展和和提高还还是比较较大的。但但是总体体来说这这些设备备的技术术水平仍仍有待提提高。因因此开发发研制出出适合我
20、我国现状状的低成成本高性性能的环环境监测测系统，是是一项非非常紧迫迫的任务务，也对对提高我我国现代代化企业业的经济济效益和和加快我我国的现现代化水水平具有有非常重重要意义义。1.2 国内外外环境监监测现状状及发展展趋势1.2.1 发发展现状状近些年来来我国的的经济发发展迅速速，人们们的生活活水平得得到了很很大的提提高，但但是与此此同时工工业化的的发展也也给环境境带来的的巨大的的改变。近近些年来来京津地地区的沙沙尘暴和和森林覆覆盖率的的大量减减少就是是很好的的证据。传传统上采采用比较较落后的的人工环环境监测测方法，但但是这种种方法的的实时性性差，受受自然条条件的限限制比较较大，而而且对于于突发的
21、的环境问问题不能能及时发发现并且且处理，不不利于宏宏观把握握环境的的变化情情况。由由于经济济等因素素我国目目前还有有很多地地方使用用传统的的环境监监测方法法。随着技术术的发展展和经济济实力的的提升，我我国的环环境监测测水平也也得到了了一定的的提高。在在很多省省份实现现高速通通信网络络的同时时，环境境监测的的参数和和数据已已经能联联网的得得到观测测和控制制。硬件件设备已已经得到到很大的的改善，传传统的人人工报表表已经改改成微机机控制系系统。还还有部分分省市已已经采用用自动的的环境监监测系统统，能更更加及时时和准确确的反馈馈数据。但但是由于于我国幅幅员辽阔阔，监测测终端的的需求量量很大，并并且环境
22、境监测系系统的软软硬件开开发功能能还不是是很完善善，数据据的综合合分析能能力也有有待提高高。国内内产品较较之国外外技术还还显得比比较薄弱弱。主要表现现在：l、目前前市场上上同类产产品存储储空间有有限。且且基于单单片机终终端操作作的，很很少具有有实时通通信的功功能，这这对于远远程进行行数据的的传输要要求的单单位的使使用是不不方便的的。2、现有有的产品品在数据据输出仅仅支持点点对点通通讯且速速度慢、距距离短、且且仍受地地域限制制。且不不能满足足大数据据量多通通道的实实时数据据的传输输的功能能。3、产品品的现场场安装受受使用环环境所限限，环境境应用适适用性差差、测控控手段单单一。很很难进行行远距离离
23、的监控控和报警警。4、产品品只用液液晶、LLED等等方式简简单显示示，使操操作无法法进行现现场复杂杂实用的的数据分分析、读读取、按按需数据据图形打打印。5、设备备性能不不高，难难以适应应要求较较高的场场合。如如测量温温度范围围低，难难以满足足超高温温，超低低温的要要求。目前国外外的环境境监测系系统已经经广泛应应用在各各个领域域，并发发展的比比较完善善。许多多国家的的环境参参数监控控点已经经分布在在各个地地区，技技术上也也很先进进，能够够监测温温度、湿湿度、光光线和水水位等多多个环境境参数。部部分产片片还使用用了卫星星等技术术进行环环境监测测。欧洲洲的一些些国家各各国之间间以网络络为核心心进行合
24、合作，已已经能对对欧洲环环境的现现状和发发展趋势势作出及及时的有有效判断断的预测测，并根根据此采采取必要要的措施施来保护护环境。一一些美国国的公司司利用空空间技术术，利用用太空的的卫星能能把地面面的情况况特别是是大气的的监测数数据做成成图像完完整的传传回地面面监测，科科学家的的数据准准确可靠靠。令人可喜喜的是我我国的环环境监测测技术正正朝着现现代化和和高技术术含量方方向发展展。目前前在某些些领域也也把卫星星技术、遥遥感技术术和GPPS等技技术广泛泛应用于于环境的的监测。在在网络方方面利用用无线传传输、PP宽带网网络和GGPRSS、INNTERRNETT等多种种传输方方式进行行数据的的传输与与处
25、理。可可以在对对环境指指数的采采集、分分析、整整理的基基础上实实现环境境发展的的预测。1.2.2 发发展趋势势近年来，神神经网络络、遗传传算法、模模糊理论论等人工工智能方方法在国国外温室室环境控控制技术术中得到到重视并并逐步发发展，其其中神经经网络方方法应用用较广。另另外，采采用多个个环境因因子综合合考虑的的多因子子控制方方式替代代现行的的单个环环境因子子分别考考虑的单单因子控控制方式式也是研研究的一一个重要要方向。目目前在温温室环境境控制系系统中，分分布式系系统是主主要发展展方向，系系统中不不存在一一个控制制中心，主主要控制制功能由由各分布布的子处处理器完完成。各各个温的的控制功功能一般般由
26、单片片机(子子处理器器)完成成，PCC机作为为主处理理器，仅仅实现辅辅助功能能，脱离离主处理理器，整整个控制制系统仍仍可工作作。分布布式控制制方式具具有价格格低、控控制灵活活、可靠靠性高等等优点，将将在以后后很长一一个时期期内广泛泛应用于于温室环环境控制制系统中中。随着着网络技技术的发发展，可可以通过过Iniiemeet进行行远程控控制或诊诊断，在在办公室室通过网网络对温温室设备备进行操操作，达达到减轻轻生产人人员劳强强度、提提高设备备利用效效率，具具有广阔阔的应用用前景。1.3 本课题题主要工工作本设计可可实时测测量某一一具体空空间中任任意一点点的温度度、湿度度数据以以及光线线状况，能能在小
27、型型终端设设备的LLCD上上显示，还还能通过过串口通通信在微微机上实实现实时时数据的的显示、分分析和图图形打印印等功能能。可以以定时地地将数据据自动地地打印出出来供随随时监管管或存档档。其中中，上位位机软件件的主要要功能如如下：1、历史史数据查查询功能能：对以以往的历历史数据据可以进进行查询询和分析析，并用用图表的的方式显显示环境境的发展展趋势。2、动态态记录显显示功能能：能够够连续实实时的采采集和记记录监测测空间内内温度、湿湿度、光光线状况况等参数数的情况况，以数数字和表表格方式式进行实实时显示示和记录录监测信信息。3、数据据存储功功能：所所有的数数据采集集和记录录到计算算机上，按按要求记记
28、录温、湿湿度以及及光线状状况表格格，可以以定时自自动保存存、备份份等。4、打印印功能：按要求求打印某某个点温温、温度度、光线线状况表表格，自自动定时时打印和和手动人人工打印印画面及及参数报报表。第二章 系统统设计总总体方案案2.1 监测系系统结构构框图多参数环环境监测测系统由由环境参参数采集集单元(包括温温度、湿湿度、光光照度传传感器及及信号调调理电路路)、单单片机、液液晶显示示模块、PPC机、传传输设备备以及电电源组成成。结构构框图如如图2-1所示示。上位机喷灌系统天窗电机排风扇显示器1602 单片机A/D转换器温度传感器湿度传感器光线传感器继电器控制图2-11 系统统结构图图2.2 监测终
29、终端的设设计监测终端端组成框框图如图图2-22所示，该该终端以以单片机机为核心心，由各各种传感感器、AAD转换器器、液晶晶显示模模块、串串行口输输入输输出端口口等构成成。环境境参数经经信号采采集电路路和AD转换后后送单片片机，经经处理后后在液晶晶上实时时显示，然然后通过过串口传传输给上上位机。传感器传感器信号采集A/D转换液晶显示微处理器计算机串口上位机 图2-2 监监测终端端组成框框图2.3 通信方方式的选选择串口是计计算机上上通用设设备通信信的协议议端口，现现在大多多数计算算机包含含串口。串串口通信信的标准准经过使使用和发发展已经经有很多多中，但但基本都都是在RRS2332标准准的基础础上
30、改进进形成的的。但是是RS2232标标准只针针对于点点对点的的单通道道数据传传送，在在此基础础上形成成RS4485标标准，增增加了多多点和双双向通信信能力。这这个标准准传输信信号具有有很强的的抗干扰扰能力，可可以达到到更大的的传输距距离和更更高的传传输效率率。由于于上位机机只有一一台，而而需要通通信的下下位机有有多台，因因此不一一定能够够跟每个个下位机机同时及及时的通通信，所所以为了了更好的的实现数数据的传传输，需需要用排排队理论论来合理理的设计计和控制制传输，使使数据的的传输更更及时和和有效，提提高系统统的通信信能力。排排队理论论就是利利用概率率论和随随机理论论，研究究随机系系统内服服务与需
31、需求之间间的关系系，以便便合理地地设计和和控制排排队系统统。在所研究究的系统统中，某某一下位位机请求求与上位位机通信信，当上上位机空空闲时，立立即响应应请求，当当上位机机忙时，不不能立即即响应该该请求。呼呼叫持续续等待是是一个有有限的时时间，若若某一等等待响应应的呼叫叫超过规规定的等等待时间间还没有有响应则则该下位位机挂断断，等待待几分钟钟后再发发送请求求。各下下位机的的地位一一样时，相相应的规规则采用用先到先先服务的的形式。服服务时间间为一次次传送数数据的通通信时间间。由于于多路请请求是随随机的，并并且相互互之间完完全独立立，但对对整个系系统而言言，各下下位机传传送的数数据都能能送入上上位机
32、中中。目前串口口是仪器器仪表设设备通用用的通信信协议端端口，也也用于获获取远程程采集设设备的数数据。串串口通信信的概念念非常简简单，串串口按位位发送和和接收字字节。尽尽管比按按字节的的并行通通信慢，但但是由于于串口通通信是异异步的，可可以在使使用一根根线发送送数据的的同时用用另一根根线接收收数据，其其他线用用于握手手。第三章 上位位机开发发环境与与主要技技术3.1 上位机机开发平平台Delpphi是是著名的的Borrlannd公司司开发的的可视化化软件开开发工具具。Deelphhi系列列软件的的工作平平台相当当广泛，可可以工作作于Wiindoows995、WWinddowss98、WWindd
33、owssNT、WWinddowss20000以及及Winndowws XXP下，编编程所用用的语言言为Obbjecct PPasccal语语言。OObjeect Passcall语言具具有高度度清晰的的结构，高高效率的的优化系系统，是是一种简简单易学学，但又又不乏其其作为优优秀编程程语言的的特点。Delpphi具具有简单单、高效效、功能能强大的的特点。和和VC相相比，DDelpphi更更简单、更更易于掌掌握，而而在功能能上却丝丝毫不逊逊色；和和VB相相比，DDelpphi则则功能更更强大、更更实用。由由于Deelphhi同时时兼备了了VC功功能强大大和VBB简单易易学的特特点，因因此它成成为了
34、程程序员至至爱的编编程工具具。Delpphi的的主要特特性如下下：1）Deelphhi是332位应应用程序序，使用用它可以以开发出出各种功功能强大大的应用用程序；2）Deelphhi的编编译器是是目前世世界上最最快的332位本本地代码码编译器器，使用用这种编编译器产产生的运运行文件件（EXXE）是是独立的的，不需需要链接接运行时时的解释释器DLL；3）Deelphhi可充充分发挥挥Winndowws955/988/20000/NT和和Winndowws NNT的强强大功能能；4）Deelphhi提供供了多种种32位位可视组组件；5）Deelphhi是一一种面向向对象的的程序设设计语言言，因此此
35、可做到到对可视视窗体的的继承；6）Deelphhi采用用三层数数据库管管理模式式（数据据层、对对象层、应应用程序序层），把把例如数数据模型型、业务务规则、窗窗体和对对象等集集中存储储在对象象存储库库中；7）应用用程序可可通过在在Dellphii中使用用Borrlannd公司司提供的的数据引引擎（BBDE）功功能从而而毫无障障碍地使使用多种种数据库库，例如如Oraaclee、Sybbasee等；8）使用用Dellphii提供的的数据库库浏览器器。3.2 数据库库方案的的实现目前常用用的数据据库有OOraccle、SSQL、SServver、AAcceess和和Myssql等等，下面面对这几几个主
36、流流的数据据库各自自特点简简单介绍绍。Oraccle数数据库系系统是对对象关系系型数据据库，支支持大型型多用户户数据系系统和分分布式数数据库和和分布处处理，具具有可移移植性和和兼容性性，一般般用在大大型事务务处理及及客户服务器器结构的的应用系系统，但但价格昂昂贵，不不适合一一般开发发应用。SQL Serrverr是基于于服务器器端的中中型的数数据库，可可以适合合大容量量数据的的应用，在在处理海海量数据据的效率率，后台台开发的的灵活性性，可扩扩展性等等方面强强大；是是真正的的客户机机服务务器体系系结构，图图形化用用户界面面，使系系统管理理和数据据库管理理更加直直观、简简单；丰丰富的编编程接口口工
37、具，为为用户进进行程序序设计提提供了更更大的选选择余地地：对网网络技术术的支持持，使用用户能够够很容易易地将数数据库中中的数据据发布到到网页上上。Mysqql是一一个开放放源码的的小型关关系型数数据库管管理系统统，目前前被广泛泛地应用用在Inntemmet上上的中小小型网站站中。由由于其体体积小、速速度快、总总体成本本低，尤尤其是开开放源码码这一特特点，许许多中小小型网站站为了降降低网站站总体拥拥有成本本而选择择了Myysqll作为网网数据库库。Myysqll可以支支持Wiindoows、UUNIXX、Liinuxx和SUUN OOS等多多种操作作系统平平台。Acceess是是微软公公司推出出
38、的基于于Winndowws的桌桌面关系系数据库库管理系系统，是是Offficee系列应应用软件件之一。它它提供了了表、查查询、窗窗体、报报表、页页、宏和和模块来来建立数数据库系系统的对对象；提提供了多多种向导导、生生成器和和模板，把把数据存存储、查查询、界界面设计计、报表表生成等等操作规规范化等等。几种数据据库各有有特点，其其中Acccesss是一一个中、小小型数据据库管理理系统，使使用方便便、功能能强大、易易操作并并且很实实用，它它适合数数据量不不太大的的应用，在在处理数数据库时时效率也也很高。所所以本课课题选用用Acccesss作为数数据库平平台，既既可以满满足数据据操作方方便迅速速的特点
39、点，也可可以降低低软件的的开发成成本。3.3 串口通通信的实实现方法法3.3.1 概概述实际中串串口通信信程序的的开发很很少直接接使用AAPI函函数，因因为这会会无谓的的增加编编程难度度，也会会给调试试带来诸诸多不便便。在面面向对象象方法下下通常使使用串口口类(即串口口函数库库)，这样样编程效效率即高高，调试试又方便便。下面面就从通通信APPI介绍绍、串口口类开发发这两方方面加以以介绍。l、串口口通信AAPI函函数基础础通信APPI函数数是整个个串口通通信程序序的基础础，串口口类中的的任何成成员函数数也只不不过是对对通信AAPI函函数的封封装而己己。通信信APII函数所所涉及的的操作包包括串口
40、口的打开开、关闭闭、初始始化与读读写等。(1)串串口的打打开与关关闭Win332系统统把文件件的概念念进行了了扩展，无无论是文文件、通通信设备备、命名名管道、邮邮槽、磁磁盘，还还是控制制台，都都是用AAPI函函数CrreatteFiile()来打打开或创创建的。如如果打开开成功的的话会返返回一个个串口的的句柄，应应用程序序应对这这个句柄柄判断其其有效性性。当不不再使用用该串口口句柄时时，应该该调用CClosseHaandlle0函函数关闭闭之，以以方便其其它应用用程序申申请对串串口的控控制权。(2)串串口的初初始化在打开串串口后，常常常需要要对串口口进行一一些初始始化工作作，这需需要通过过一个
41、DDCB结结构来进进行。DDCB结结构包含含了诸如如波特率率、数据据位数、奇奇偶校验验和停止止位数等等信息。在在查询或或配置串串行口的的属性时时，都要要用DCCB结构构来作为为缓冲区区。调用函数数可以获获得串口口的配置置，该函函数把当当前配置置填充到到一个DDCB结结构中。一一般在用用CreeateeFille0打打开串行行口后，就就调用GGetCCommmStaate()函数数来获取取串行口口的初始始配置。要要修改串串行口的的配置，应应该先修修改DCCB结构构，然后后再调用用SettCommmSttatee0函数数用指定定的DCCB结构构来设置置串行口口。除了在DDCB中中的设置置外，程程序
42、一般般还需要要设置IIO缓缓冲区的的大小。WWinddowss用阳缓缓冲区来来暂存串串行口输输入和输输出的数数据，如如果通信信的速率率较高，则则应该设设置较大大的缓冲冲区调调用ScctuppCommmO函函数可以以设置串串行口的的输入和和输出缓缓冲区的的大小。在在对串口口进行读读写的时时候，需需要考虑虑超时问问题。超超时有两两种：间间隔超时时和总超超时。间间隔超时时是指在在接收时时两个字字符之间间的最大大时延，总总超时是是指读写写操作总总共花费费的最大大时间。写写操作只只支持总总超时，而而读操作作两种超超时均支支持。在在用异步步方式读读写串行行口时，虽虽然在完完成读写操作作以前就就可能返返回，
43、但但超时仍仍然是起起作用的的。在这这种情况况下，超超时规定定的是操操作的完完成时间间，而不不是读写函数数的返回回时间。(3)串串口的读读写控制制这部分内内容关系系到串行行通信的的核心内内容，将将分读写串口口APII函数、异异步IO操作两两部分介介绍。读写串串口APPI函数数：win332中使使用ReeadFFilee0函数数或者RReaddFilleExx0数从从串口中中读取数数据。两两者区别别是：前前者对同同步操作作和异步步操作都都支持，而而后者仅仅支持异异步操作作。eaadFiile00函数第第四个参参数，在在读操作作之前应应置为00。同样样，写串串口函数数也有两两个，一一个是wwritt
44、eFiile00，另一一个是wwritteFiileEEx0前前者同时时支持同同步操作作和异步步操作，而而后者仅仅支持异异步操作作。写函函数不论论在声明明形式上上还是在在使用方方法上都都与ReeadFFilee0十分分相似，具具体可以以查看MMSDNN帮助文文档。异步IO操作：在用ReeadFFilee0和wwritteFiile00读写串串行口时时，既可可以同步步执行，也也可以异异步执行行。在同同步执行行时，函函数直到到操作完完成后才才返回。这这意味着着在同步步执行时时线程会会被阻塞塞，从而而导致效效率下降降。在异异步执行行时，即即使操作作还未完完成，调调用的函函数也会会立即返返回。费费时的
45、IIO操操作在后后台进行行，这样样线程就就可以干干别的事事情。例例如，线线程可以以在不同同的端口口上同时时执行IIO操操作，甚甚至可以以在同一一端口上上同时进进行读写写操作。“异异步一一词的含含义就在在于此。RReaddFille0和和wriiteFFilee()函函数是否否为异步步操作模模式是由由CreeateeFille()函数决决定的。如如果在调调用CrreatteFiileOO创建句句柄时指指定了IILE FLAAG OOVERRLAPPPEDD标志，那那么调用用ReaadFiileOO和wrriteeFilleO对对该句柄柄进行的的读写操操作就是是异步的的，如果果未指定定异步标标志，
46、则则读写操操作是同同步的。在设置了了异步IIO操操作后，IIO操操作和函函数返回回有以下下两种情情况：第一种，函函数返回回时IO操作作己完成成：此时时结果好好像是同同步执行行的，但但实际上上这是异异步操作作的结果果。第二二种，函函数返回回时IO操作作还没完完成：此此时一方方面，函函数返回回值为00，并且且GettLasstErrrorrO函数数返回EERROOR IIO PPENDDINGG；另一一方面，系系统把OOVERRLAPPPEDD中的信信号事件件设为无无信号状状态。当当IOO操作完完成后，系系统将它它设置为为有信号号状态。如如果GeetLaastEErroor0函函数返IIEIEER
47、ROOR IIO PPENDDINGG，则说说明异步步操作还还没完成成，线程程可以等等待操作作完成。有有两种等等待办法法：一种种办法是是用像WWaittForrSinngleeObjjectt0这样样的等待待函数来来等待OOVERRLAPPPEDD结构的的hEvventt成员，可可以规定定等待的的时间，在在等待函函数返回回后，调调用GeetOvverllapppedRResuult00。另一一种办法法是用GGetOOverrlapppeddRessultt()函函数等待待，如果果指定该该函数的的bWaait参参数为TTRUEE，那么么该函数数将等待待OVEERLAAPPEED结构构的hEEvennt事件件，并且且只有当当IOO操作完完成后方方返回(实际上上这又变变成了同同步方式式)。同同时GeetOvverllapppedRResuultooi函数数可以返返回一个个OVEERLAAPPEED。结结构来报报告包括括实际传传输字节节