基于無線串口模塊的文件傳輸系統設計

李緒凱 王文娟

摘要：針對有線串口通信傳輸距離受限的問題，提出了一種基于P900無線串口通信模塊的無線文件傳輸系統。從系統的硬件連接、Visual C++2010環境下MSComm控件的應用及通信協議的制定三方面對系統的設計進行介紹，給出了具體的串口配置、發送和接收的軟件程序設計。經試驗表明，該系統穩定可靠、方便實用且傳輸距離較遠，具有較好的推廣作用。

關鍵詞：無線；串口通信；MSComm控件；文件傳輸

中圖分類號：TP312文獻標志碼：A文章編號：1008-1739（2018）07-62-3

Design on Files Transmitting System Based on Wireless Serial Port Module

LI Xukai1，WANG Wenjuan2

（1.The 54th Research Institute of CETC， Shijiazhuang Hebei 050081， China； 2. Shijiazhuang Campus， Army Engineering University， Shijiazhuang Hebei 050003， China）

0引言

串口通信是一種較為簡單的計算機通信方式，將2臺計算機的串口進行三線連接，僅使用接收數據引腳2（RXD）、發送數據引腳3（TXD）和信號地線引腳5（SG）就可完成硬件搭建[1-2]，但是這種有線傳輸方式的傳輸距離受到串口線長度的限制。采用無線串口通信模塊作為無線數據傳輸的硬件基礎，從根本上克服了有線傳輸的不足和傳輸場地的限制，使用方便靈活[3]。

利用可視化程序設計工具Visual C++ 2010，通過權衡3種串口通信方法的優缺點，最終確定以MSComm控件進行串口通信的底層操作，在此基礎上進行軟件的設計與編程實現。在數據收發基礎上，通過制定簡單的通信協議，完成了文件的無線串口傳輸。

1基本設計

1.1硬件連接

硬件模塊采用成都某公司生產的P900無線串口通信模塊代替傳統的RS232串口，實現串口數據的無線收發。該模塊工作頻率為908～928MHz，采用的跳頻技術（Frequency-Hopping Spread Spectrum，FHSS）可實現可靠的遠距離無線異步數據傳輸，支持點對點、點對多點的通信模式，具有即插即用的優點，使用方便。

為簡化設計，應用2組P900無線串口通信模塊與計算機連接，實現點對點的文件收發功能，具體硬件連接如圖1所示。發送數據時，按照一定的通信協議格式，將文件數據通過計算機的RS232串口發送到與之相連接的無線串口通信模塊的數據口，無線串口通信模塊將數據進行校驗后，按照自身的無線通信協議將數據進行打包，通過天線發送出去。同時，如果無線串口通信模塊監聽到無線數據，首先判斷數據是否符合該模塊的無線通信協議，若判斷為系統內數據，則將數據進行解碼，再通過數據口發送至計算機的RS232串口，通過計算機解析出文件。需要說明的是，通常設計該無線串口通信模塊嵌入到計算機的內部，天線位于計算機外部。

1.2軟件介紹

Visual Studio 2010開發代號為“Rosario”，與Visual Studio 2008相比有了巨大的變化。帶來了增強的用戶界面體驗、更有條理的應用程序生命周期管理及更多的數據庫支持等。特別是在C++開發方面帶來了革命性的變化，這一變化也是伴隨著C++新標準的公布而產生的。

在Visual C++ 2010下默認的工具箱里沒有串口通信控件，要進行串口收發程序的設計與開發，首先要下載和注冊控件，主要有以下2種控件選擇。

①PComm：該軟件包是由第三方廠商MOXA公司提供的串口通信程序模塊。下載pcomm.h和pcomm.lib兩個文件，復制到項目目錄并引用，將pcomm.dll庫文件拷貝到Windows/System32下，即可進行函數的調用，實現方便。但是要實現收發數據的實時監控，需進行多線程的程序開發，編程復雜。

②MSComm串口通信控件[4]：如果安裝了VC6.0，就能在/Windows/System32下找到MSComm32.OCX、MSComm32.SRG和MSComm32.DEP三個文件。如果沒有安裝VC6.0，可以去CSDN網站下載，并按照說明完成控件的安裝和注冊。在VS2010環境下創建基于對話框的MFC應用程序后，需要在工具箱選項中的COM組件屬性頁下勾選Microsoft Communications Control項，工具箱中出現黃色電話圖標，表明控件添加成功。MSComm串口收到數據后觸發事件，有利于串口數據的實時接收，且編程較簡單。

除下載控件外，實現串口數據傳輸的另外一種方法是調用API函數，但是這種方法需要聲明和調用多個函數，編程繁瑣且收發數據功能較弱。對比以上幾種方法，本設計采用MSComm串口通信控件。

1.3通信協議

為了驗證硬件系統與軟件設計的可靠性，只制定了涉及串口數據的發送格式，一般格式及舉例如表1所示。

在發送文件時，需要發送文件名，以便接收端可以得到默認的文件名。開始標志1表示文件名的起始，結束標志1表示其結束；開始標志2表示文件中數據的起始，結束標志2表示其結束，為了保證遠距離傳輸時的數據可靠性，還應對數據進行編碼，得到校驗位。例如發送的文本文件名為“實驗.txt”，文本內容為“hello”，則無校驗時的串口發送數據將為“sname實驗.txtenamesfile hello efile”。接收端收到數據后根據上述格式將文件名與數據進行恢復。

2程序設計及實現

軟件設計主要包括串口配置、發送文件和接收文件。

2.1串口配置

MSComm串口通信控件封裝了串口屬性及基本數據傳送的方法。串口配置主要是對串口進行初始化，包括設置串口的工作狀態、數據格式、串口參數（波特率、有無奇偶校驗、停止和數據位）及緩沖區大小等。主要的串口配置程序如下：

nSel = m_comNum.GetCurSel（）；//獲取組合框控件的列表框中選中項的索引

m_ctrlComm.put_CommPort（nSel+1）；//選擇串口號（列表框的索引號是從0開始，則（nSel+1）對應的才是實際串口號）

m_ctrlComm.put_PortOpen（TRUE）；//打開串口

m_ctrlComm.put_RThreshold（2）；//收到2個字節引發OnComm事件

m_ctrlComm.put_InputMode（1）；//輸入模式選為二進制

m_ctrlComm.put_Settings（_T（"115200，n，8，1"））；//設置串口參數

m_ctrlComm.put_RThreshold（1）；//參數1表示每當串口接收緩沖區中有多于或等于1個字符時將引發OnComm事件

m_ctrlComm.put_InputLen（1024）；//設置當前接收區數據長度為0

m_ctrlComm.get_Input（）；//先預讀緩沖區以清除殘留數據

2.2發送過程

發送過程包括選擇文件和發送數據2個程序。點擊打開文件按鈕，選擇需要發送的文件，對應的消息響應函數為：

CFileDialog fileDlg（true）；//創建CFileDialog類的對象，設置為創建打開文件對話框

fileDlg.m_ofn.lpstrFilter=LPCTSTR（_T（"TextFiles（*.txt）＼0*.txt＼0All File（*.*）＼0*.*＼0＼0"））；//設置過濾器

fileDlg.m_ofn.lpstrTitle=LPCTSTR（_T（"打開文件"））；//定義對話框的標題

if（fileDlg.DoModal（）==IDOK）//若點擊對話框的確認按鈕

{

m_sendfilePath=fileDlg.GetPathName（）；//保存所選文件的路徑

}

點擊發送文件按鈕，在串口打開的情況下，按照只讀方式打開文件后，從文件中讀取數據。將文件名及所讀取的數據按照通信協議的格式進行打包，通過串口發送出去。在發送過程中，設置進度條用以顯示發送進度。應用的主要函數如下：

CFile file；//建立文件類對象file

file.Open（m_sendfilePath，CFile：：modeRead）；//以只讀方式打開文件

file.Read（pBuf，fileLen）；按照文件內容大小fileLen將數據讀取到緩沖區pBuf中

2.3接收過程

進行串口配置時，規定當串口接收緩沖區中有多于或等于1個字符時將引發OnComm事件，對應的接收程序流程如圖2所示。

正確讀取文件名及文件內容后，按照所選路徑創建新的文件，默認文件名為收到的文件名，也可修改。將文件內容寫入文件，完成文件保存。在接收過程中，設置進度條用以顯示接收進度。應用的主要函數如下：

CFilesavefile（m_savefilePath，CFile：：modeCreate|CFile：： modeWrite）； //在所選路徑下調用構造函數創建一個新文件，打開文件并寫入數據

savefile.Write（result，strlen（result））；//將恢復出的文件內容寫入文件，strlen（）表示計算內容大小

savefile.Close（）；//關閉文件

2.4文件夾和文件顯示

若接收文件的文件名不為空，則表示已經收到文件。點擊“打開所在文件”按鈕，顯示保存接收文件所在的文件夾。點擊“打開文件”按鈕，顯示接收文件。應用的主要函數如下：

ShellExecute（NULL，"open"，m_revfolderPath， NULL，NULL， SW_SHOWNORMAL）；//打開文件夾，m_revfolderPath表示接收文件所在文件夾路徑

ShellExecute （NULL，"open"，m_savefilePath， NULL， NULL， SW_SHOWNORMAL）；//打開文件，m_savefilePath表示文件路徑

2.5界面設計與操作流程

2.5.1界面設計

程序界面包括串口設置、發送文件和接收文件，如圖3所示。在進行初始化時，向串口號下拉框中添加數據COM1～COM9，波特率下拉框中添加數據9 600～115 200；發送文件部分用只讀編輯框顯示發送文件路徑，進度條顯示發送進度；接收文件部分用只讀編輯框顯示接收文件路徑，進度條顯示接收進度。

2.5.2操作流程

①通信雙方在通信前應設置相同的串口波特率，P900無線串口通信模塊的空中信息傳輸速率為115 200 bps，因此設置串口波特率都為此值，串口號依據各自通信模塊占用的端口號為準，該號可在設備管理器的端口選項中進行查詢。點擊“打開串口”按鈕，串口被打開，串口號和波特率2個組合框變為只讀，按鈕上的文本顯示為“關閉串口”，若再點擊該按鈕，則串口關閉，串口號和波特率2個組合框變為可編輯，按鈕上的文本顯示為“打開串口”。

②點擊“打開文件”按鈕，選擇要發送的文件，彈出發送文件對話框，點擊確定，則打開文件，文件名顯示框中顯示將要發送文件的路徑。點擊“發送文件”按鈕，若串口處于關閉狀態，則彈出警告窗口，若串口處于打開狀態，則發送該文件，進度條顯示發送進度，當發送完成時，彈出發送完成提示。

③接收端接收到文件后，彈出是否接收的提示窗口，若取消，則不接收；若同意，則表示接收文件，彈出保存文件對話框，點擊保存，則保存該文件。進度條顯示接收進度，接收完成后，彈出文件已保存提示。

④點擊“打開所在文件夾”按鈕，彈出文件所在文件夾；點擊“打開文件”按鈕，顯示文件。

3結束語

利用配置P900無線串口通信模塊的計算機作為無線串口數據收發終端，避免了有線連接的局限性。在Visual C++2010環境下，進行軟件設計與編程，用MSComm串口通信控件解決該版本難以直接進行串口通信的問題。通信協議靈活且簡單易懂。試驗結果表明，該設計采用可實現穩定可靠的遠距離文件傳輸，取得了良好的應用效果。

參考文獻

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[4]王正強.VC中應用MSComm控件實現串口通信[J].電子測試，2010（5）：73-76.

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