王健，苗永康，周峰

(徐州工程學(xué)院 數(shù)學(xué)與物理科學(xué)學(xué)院, 徐州 221000)

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基于.NET的飛信遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)

王健，苗永康，周峰

(徐州工程學(xué)院 數(shù)學(xué)與物理科學(xué)學(xué)院, 徐州 221000)

當(dāng)前無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備價(jià)格高昂，而人們對(duì)遠(yuǎn)程控制的興趣和需求卻日益增加。為了實(shí)現(xiàn)低成本地使用無(wú)線(xiàn)遠(yuǎn)程控制設(shè)備，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了一套基于.NET的飛信遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)以.NET為開(kāi)發(fā)平臺(tái)，采用C#作為開(kāi)發(fā)語(yǔ)言，設(shè)計(jì)了上位機(jī)應(yīng)用程序；由RS-485總線(xiàn)實(shí)現(xiàn)多機(jī)主從式通信，由SQL數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和管理，由飛信通信接口技術(shù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程無(wú)線(xiàn)控制，最終實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制功能。該系統(tǒng)既方便了人們的生活，又提高了工作效率，具有廣闊的應(yīng)用前景。

.NET；飛信；SQL；RS-485

引 言

進(jìn)入21世紀(jì)，科技發(fā)展日新月異，科技讓我們的生活更美好，宜居、智能、綠色等逐漸成為人們生活的追求。本系統(tǒng)將基于.NET開(kāi)發(fā)平臺(tái)、飛信通信接口技術(shù)以及SQL數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制功能。本文以實(shí)現(xiàn)高校教室的節(jié)能安全管理為例，展開(kāi)詳細(xì)闡述。

當(dāng)前高校教室的供電，一方面,無(wú)論是否有人，電源都處于帶電狀態(tài)，存在較大的安全隱患；另一方面，照明系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間處于開(kāi)啟狀態(tài)，浪費(fèi)嚴(yán)重。針對(duì)此類(lèi)問(wèn)題，利用.NET、飛信、SQL的技術(shù)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了一套高校教室的節(jié)能安全管理系統(tǒng)。

1 設(shè)計(jì)方案

本系統(tǒng)由上位機(jī)、RS-232/RS-485轉(zhuǎn)換器、飛信通信接口、下位機(jī)四部分構(gòu)成。上位機(jī)實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)、控制、顯示、通信等功能，RS-232/RS-485轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)信號(hào)轉(zhuǎn)換和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信功能，飛信通信接口實(shí)現(xiàn)管理員遠(yuǎn)程控制功能，下位機(jī)電路實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、響應(yīng)上位機(jī)的控制命令等功能。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

系統(tǒng)首先進(jìn)入上位機(jī)軟件操作界面，依次判斷是否查詢(xún)課表數(shù)據(jù)庫(kù)，是否有飛信控制命令，是否關(guān)燈。再根據(jù)系統(tǒng)設(shè)定的光強(qiáng)閾值以及控制命令，自動(dòng)或者人為地控制開(kāi)燈或者關(guān)燈，然后將指令通過(guò)串口通信傳遞給下位機(jī)的微控制器，最后由微控制器對(duì)上位機(jī)的指令作出相關(guān)響應(yīng)。系統(tǒng)流程圖如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)流程圖

2 上位機(jī)部分

上位機(jī)應(yīng)用程序采用C#編程，使用.NET Framework的跨平臺(tái)開(kāi)發(fā)，并輔以SQL數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)。上位機(jī)軟件操作界面如圖3所示。

圖3 上位機(jī)軟件操作界面

2.1 C#編程語(yǔ)言

C#[1]是由C和C++衍生出來(lái)的面向?qū)ο蟮木幊陶Z(yǔ)言，方便用戶(hù)快速編寫(xiě)各種基于.NET Framework平臺(tái)的應(yīng)用程序，并可通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)接口和串口控件，實(shí)現(xiàn)智能控制。本系統(tǒng)采用C#語(yǔ)言編寫(xiě)運(yùn)行于.NET Framework之上的窗體應(yīng)用程序，并將其作為上位機(jī)控制界面。

2.2 .NET開(kāi)發(fā)平臺(tái)

.NET作為跨語(yǔ)言的開(kāi)發(fā)平臺(tái)，允許應(yīng)用程序通過(guò)Internet進(jìn)行通信并共享數(shù)據(jù)?；?NET開(kāi)發(fā)的軟件界面具有清晰直觀、簡(jiǎn)單易用的特點(diǎn)，降低了再操作學(xué)習(xí)的成本。

在.NET Framework 2.0以上版本中提供了SerialPort類(lèi)。該類(lèi)主要實(shí)現(xiàn)串口數(shù)據(jù)通信，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)了端口自動(dòng)識(shí)別功能，并可進(jìn)行串口的初始化，包括設(shè)置端口、波特率、停止位、數(shù)據(jù)位等。程序通過(guò)WriteLine()把命令字符串寫(xiě)入串口緩沖區(qū)，當(dāng)程序等待接收下位機(jī)執(zhí)行結(jié)果時(shí)，DataReceived事件表示將處理SerialPort對(duì)象的數(shù)據(jù)接收事件，通過(guò)ReadLine()函數(shù)讀取反饋結(jié)果。

2.3 SQL數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)

數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)[2]是通過(guò)研究數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)、存儲(chǔ)、設(shè)計(jì)、管理以及應(yīng)用的基本理論和實(shí)現(xiàn)方法，并利用這些理論來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、分析和理解的技術(shù)。

系統(tǒng)采用獨(dú)立的SQL數(shù)據(jù)庫(kù)，C#提供數(shù)據(jù)庫(kù)連接命令，通過(guò)SqlConnection類(lèi)來(lái)連接數(shù)據(jù)庫(kù)，使用SqlCommand類(lèi)執(zhí)行SQL命令，結(jié)果返回給SqlDataReader類(lèi)或者其他類(lèi)。數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)管理和更新非常方便。當(dāng)?shù)竭_(dá)設(shè)定時(shí)間時(shí)，程序通過(guò)SqlCommand類(lèi)執(zhí)行SQL語(yǔ)句進(jìn)行查詢(xún)，查詢(xún)到的結(jié)果翻譯成相應(yīng)的命令字符串，寫(xiě)入緩沖區(qū)。此外，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)了數(shù)據(jù)庫(kù)的修改界面，方便管理員修改數(shù)據(jù)庫(kù)。管理員不僅可通過(guò)程序修改數(shù)據(jù)庫(kù)，亦可通過(guò)Microsoft SQL Server 2008軟件來(lái)管理數(shù)據(jù)庫(kù)。系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫(kù)主要用于存儲(chǔ)管理員信息、課程表和管理的歷史記錄等信息。數(shù)據(jù)庫(kù)管理界面如圖4所示。

圖4 數(shù)據(jù)庫(kù)管理界面

3 飛信通信接口

飛信是中國(guó)移動(dòng)推出的一款即時(shí)通信產(chǎn)品，可通過(guò)PC或者手機(jī)終端實(shí)現(xiàn)即時(shí)通信功能。具有速度快、免費(fèi)的特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)間的無(wú)縫通信服務(wù)。

本系統(tǒng)通過(guò)程序中的FindWindow()和FindWindowEx()兩個(gè)Windows API函數(shù)，獲得特定賬戶(hù)飛信軟件的消息框的句柄，從而得到消息框里的信息。管理員可遠(yuǎn)程向特定的飛信帳號(hào)發(fā)送控制命令，經(jīng)系統(tǒng)確認(rèn)處理后，用于控制下位機(jī)的工作。

4 RS-232/RS-485轉(zhuǎn)換器

RS-485總線(xiàn)型通信網(wǎng)[3]具有抗噪聲干擾性強(qiáng)、通信距離遠(yuǎn)、支持節(jié)點(diǎn)多的特點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)多機(jī)主從式通信[4]。PC的串口多采用RS-232，而MAX485工作在TTL電平，故由PC串口輸出的信號(hào)需經(jīng)過(guò)電平轉(zhuǎn)換后輸入至RS-485芯片，才能保證信號(hào)的正常傳輸。因此，本系統(tǒng)將通過(guò)RS-232/RS-485轉(zhuǎn)換器連接上位機(jī)和下位機(jī)。

5 下位機(jī)部分

單個(gè)下位機(jī)通信和控制電路如圖5所示。下位機(jī)電路主要由單片機(jī)[5]、MAX485集成電路、繼電器電路組成，主要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信、指令響應(yīng)等功能。下位機(jī)可根據(jù)系統(tǒng)具體實(shí)現(xiàn)功能設(shè)計(jì)相關(guān)電路。

下位機(jī)電路圖中，LED1燈亮，代表該教室的儀器設(shè)備正常供電；LED2燈亮，代表該教室的照明燈已打開(kāi)。

圖5 下位機(jī)控制電路

結(jié) 語(yǔ)

[1] Jesse Liberty.ProgrammingC#中文版[M].4版.北京：電子工業(yè)出版社，2007.

[2] 王珊，薩師煊.數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概論[M].4版.北京：高等教育出版社，2006.

[3] 黎洪生，董軍．RS-485總線(xiàn)在結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].電子質(zhì)量,2004(7):1-2.

[4] 姜地．單片機(jī)RS-485多機(jī)通訊技術(shù)[J]．中國(guó)科技信息，2006(17)：126-129.

[5] 彭偉.單片機(jī)C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)100例：基于8051+Protues仿真[M].2版.北京：電子工業(yè)出版社，2012.

王健(本科生)，從事嵌入式系統(tǒng)研究；苗永康、周峰(本科生)，從事電子技術(shù)研究。

Fetion Remote Control System Based on .NET

Wang Jian,Miao Yongkang,Zhou Feng

(College of Mathematics and Physical Sciences Technology, Xuzhou Institute of Technology, Xuzhou 221000,China)

Aimed at the current situation of the high price of wireless communication devices as well as people's increasing interest and demand for remote control, for the realization of the public using wireless remote control at low costs, a Fetion remote control system is designed based on .NET. By using C# programming language, PC application is designed based on the development platform of .NET Framework. Using RS-485 Bus for the multi-machine master-slave communications, realizing storage and management of data with SQL database technique, and assisting with communication interfaces' technology by Fetion, make up the final realization of the remote control function. This system not only makes people's life convenient, but also increaes the effectiveness of working. It makes a bright prospect inpopularizing.

.NET; Fetion; SQL; RS-485

征訂啟事 《單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用》為中國(guó)科技核心期刊(月刊),每月1日出版。郵發(fā)代號(hào):2-765。每期定價(jià)12元,全年144元(若經(jīng)本刊郵購(gòu)每期另加郵資2元)。歡迎廣大讀者訂閱。地址:北京市海淀區(qū)學(xué)院路37號(hào)《單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用》雜志社郵編:100191 電話(huà):010-82338009 傳真:010-82317043開(kāi)戶(hù)銀行:北京銀行學(xué)院路支行戶(hù)名:《單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用》雜志社有限公司賬號(hào):010903391001201110299-36網(wǎng)址:www.mesnet.com.cnEmail:mesnet@mesnet.com.cn

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2014-06-08)