（通信与信息系统专业论文）dacsⅡ设备监控程序开发研究.pdf

华中科技大学硕士学位论文 摘要 d a c s i i ( d i g i t a l a c c e s s c r o s s c o n n e c t s y s t e m l i ) 是d x c ( 数字交叉连接设备) 的一种，兼有复用、配线、保护、恢复、监控和网管等功能，具有可靠性、经济性、 智能性等特点。在电信网中，d a c s i i 设备通常用于发展d d n ( 数字数据网) 和n o 7 信令网，主要应用于传输设备管理、保护倒换、恢复和通道监视等方面。 电路维护人员迫切需要一个科学管理d a c si i 设备的监控程序，它不但能够实现 操作界面的汉化，还可以根据维护工作的实际需要，扩充一些功能( 如安全管理、2 m 端口选择快捷化) 。 目前，机房设备维护人员还无法从厂家获得满足上述要求的监控程序。论文主要 论述了d a c su 设备监控程序的研究开发及改进设想。 程序的开发利用了v b 的m s c o r n m ，通过k s 2 3 2 串1 2 1 ，简单高效地实现了设备 之间的通讯。在程序中，指令发送时将发送指令进行了分类，数据的自动接收利用了 m s c o m m 的o n c o m m 事件，并且根据工作实际的需要增加了相应功能。 在经过严格的调试后，程序与d a c s i i 设备联机运行。运行结果显示本程序可以 使d a c s 设备的平均障碍处理时间缩短1 0 - 2 0 0 , 4 。 试验显示：只需对已完成的程序进行菜单、发送和接收方面进行少量改动，就能 对北电d w d m 、北电s d h 、北电r a d i o 等具有r s - 2 3 2 接口的设备进行监控。本程序 还可以在建立电路和端口的映射、与g i s 链接、集中监控弼管、图形监控界面等方面 作迸一步的改进。 关键词：d a c sl l 设备监控程序 串行通信m s c o m m 控件 l 华中科技大学硕士学位论文 a b s t r a c t d a c s i i ( d i g i t a la c c e s sc r o s s - c o n n e c ts y s t e mi i ) i s as o r to f e q u i p m e n t so f d x c ( d i g i t a l c r o s sc o n n e c ts y s t e m ) i th a sm a n yf u n c t i o n ss u c ha s m u l t i p l e x 、w i r i n g 、 p r o t e c t 、r e s t o r e 、s u r v e i l l a n c ea n dc o n t r 0 1 i ti su s e df o r n 0 7s i 鲫出n e t w o r ka n dd d n ( d i g i t a ld a t an e t w o r k ) m a i n l y i nt m n ( t e l e c o m m u n i c a t i o n s m a n a g e m e n tn e t w o r k i n g ) t h ep e o p l ew h om a i n t a i nd a c s n e e d a p r o g r a m m e w h i c hc a n o p e r a t ea n dc o n l t o l d a c si i e f f i c i e n t l y t h ep r o g r a m m e s h o u l dh a v eac h i n e s eo p e r a t i o ni n t e r f a c e i tc a l lb e a d d e di ns o m ef u n c t i o n st o o ( s u c h a ss e c u r i t y 、s h o r t c u to f 2 m s e l e c t i o n ，e r e ) w ec a n tg e tt h ep r o g r a m m ef r o ml u c e n tc o m p a n yy e t t h i sa r t i c l eh a sd i s c u s s e dt h e r e s e a r c ha n de m p o l d e ro fd a c s o p e r a t i o na n dc o n t r o lp r o g r a m m e t h ea r t i c l eh a s d i s c u s s e dt h eb e 撞e r m e n to f t h e p r o g r a m m e t o o t h e p r o g r a m m e i sw r i t t e nf o rr s - 2 3 2s e r i a lp o r tc o m m u n i c a t i o nt h r o u g hm s c o m m o f v b ，i ts o r t st h es e n d i n gc o m m a n d a n dr e c e i v e sd a t af r o md a c si i b ym a k i n gu s eo f t h e o n c o m me v e n to fm s c o m m f u r t h e r m o r e ，i th a s b e e na d d e ds o m ef u n c t i o n sf o rn e e do f w o r k w er u nt h ep r o g r a m m ea n dc o n n e c t e di tt od a c s 1 ia f t e ri ti sb e e n d e b u g g e ds t r i c t l y t h er e s u l to fr u n n i n gs h o w e dt h a tt h et i m eo fd e m m gw i t ht r o u b l e c a nb er e d u c e d 1 0 - 2 0 t h e p r o g r a m m e c a nb eu s e di n n o r t e ld w d m 、n o r t e l s d h 、n o r t e lr a d i oa f t e ri ti s b e e nm o d i f i e di nm e n u 、 s e n d i n da n dr e c e i v i n g t h ep r o g r a m m ec a nb ei m p r o v e do ni n s o m ef i e l d ss u c ha sm a p p i n gc u i c u i ta n de q u i p m e n t 、k u k m gw i t hg i s 、i n t e g r a t e d n e t w o r km a n a g e m e n t 、g r a p h i c ss u p e r v i s i o n i n t e r f a c et o o k e y w o r d s ：d a c su o p e r a t i o n a n dc o n t r o lp r o g r a m m e s e r i a lp o r tc o m m u n i c a t i o n m s c o m m u 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果a 尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个 人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体， 均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名：僚凑 日期：缸嘶年j 月占日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即；学校有 权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅署 借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据 库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 保密口，在年解密后适用本授权书a 本论文属于不保密留。 ( 请在以上方框内打“”) 学位论文作者签名：铷 日期：净垆年，月吕日 指导教师签名 日期：枷中年j 月扩日 华中科技大学硕士学位论文 1 概述 d a c s i i ( d i g i t a l a c c e s s c r o s s - c o n n e c t s y s t e m i d 设备是l u c e n t 公司开发的一种 数字交叉连接设备f 1 2 1 , 由主控制架、综合线路终端单元和数字信号处理单元构成。它 的核心部分是交叉连接矩阵，矩阵类型为平方矩阵，最大容量是( 1 6 4 0 9 6 ) * ( 1 6 4 0 9 6 ) 时隙。它主要为p d h 网提供6 4 k b s 电路的数字交叉连接功能，既可以用于专用网， 又可作为汇接网点或网关 3 t 。作为传输网中一个极其重要的网元，d a c s 设备具有可 靠性、经济性和智能性的特点，在n o 7 信令网和d d n 网中得到了广泛应用1 4 。j 。 传输网的电路维护人员需要及时地分析并处理障碍，因而迫切需要一个科学管理 d a c si i 设备的监控程序，它不仅能实现操作界面的汉化，还能根据维护工作的实际 需要，扩充一些功能( 如安全管理、2 m 端丑选择快捷化) ，从而提高处理电路的效率。 但是机房设备维护人员还无法从厂家获得满足上述要求的监控程序，目前主要是借助 于w i n d o w s 自带的超级终端对d a c s i 王设备进行监控。经过分析，我们认为开发d a c s i i 设备监控程序是可行的。 1 1 d a c s 设备简介 d a c s i i 设备是武汉电信武昌长途传输机房的一种重要的传输设备，它由主控制 架、综合线路终端单元和数字信号处理单元构成。它的核心部分是交叉连接矩阵。 d a c s i i 设备是一种兼有复用、配线、保护、恢复、监控和网管功能的传输设备，具 有可靠性、经济性、智能性譬特点。在电信网中，d a c s 设备主要用于发展d d n ( 数 字数据网) 和n o 7 信令网1 6 7 8 】，主要应用于传输设备管理、保护倒换、恢复和通道 监视等方面。 1 ) 结构 武汉电信武昌长途传输机房的d a c s i i 设备主要由主控制架、综合线路终端单元 ( i f t u ) 和数字信号处理单元( d s p u ) 构成。其中主控制架又由主控制器( m c ) 、 同步单元( s y n c ) 、可扩充交叉网络单元( e c c n ) 三个子单元组成。本机房d a c s i i 设备的机架平面图如图1 1 所示。 l 华中科技大学硕士学位论文 2 4 i f t ue c c n ( 1 ) i f t u 综合线路终端单元可扩充交叉网络单元综合线路终端单元 l3 告警s y n c i f t u 监视同步单元 i f t u 综合线路终端单元 j m c 综合线路终端单元空空 5 6 d s p ue c c n ( 0 ) 空 数字信号处理单元可扩充交叉网络单元 图1 1 武汉电信武昌长途传输机房d a c s i i 设备机架平面图 以下对各基本单元做简单的介绍： ( 1 ) 主控制器( m c ) ：控制d a c si i 设备的所有内部操作，具有完成机架设置、 错误检测、机架状态指示、数据库备份和外部管理接口等几项功能。 ( 2 ) 同步单元( s y n c ) ：接收t 1 ( s d h 时钟参考信号) 、t 2 ( p d h 时钟参考信 号) 、t 3 ( 外部输入时钟参考信号) ；产生i 0 ( 系统时钟) ；输出t 4 ( 外部输出时钟参 考信号) 【9 一o l 。 ( 3 ) 可扩充交叉网络单元( e c c n ) ：在m c 的控制下，以无阻塞信道时分交换 方式工作。d a c s 设备有两个e c c n 单元，其中e c c n ( o ) 为主用、e c c n ( 1 ) 为备用。e c c n 有三种类型的电路板组成：c c i ( 时钟控制接口) 、e t s i ( 扩展时隙交 接器) ，和b t ( 总线终端) 。 ( 4 ) 数字信号处理单元( d s p u ) ：由单元控制器( u c ) 、数字信号处理接口 2 华中科技大学硕士学位论文 ( d s p u ) 和1 到8 个双信号处理电路板( d m b ) 组成，主要用于开放电话会议专线。 在本机房，d s p u 单元没有使用。 ( 5 ) 综合线路终端单元( i f l u ) ：由单元控制系统和4 个线路终端单元( f t m ) 组成。单元控制系统由一个单元控制器( u c ) 和一个单元总线扩展器( u b x ) 组成。 其中u c 和m c 单元直接联系，并执行对i f t u 设备的诊断、交接和状态转换；u b x 则为u c 和f t m 提供接口。每个线路终端模块( f 1 m ) 由一个线路终端模块接口 ( f t m i ) 、两个格式转换器( f c ) 和1 6 个网络处理电路板( n p c ) 组成。其中f t m i 是控制u b x 和f t m 之间通信的接口电路板：f c 改交从n p c 来的传输信号的帧结构 并将它发送往e c c n ；每个n p c 可进行2 个2 0 4 8 m b s 信号的复用和解复用。由于每 个f t m 单元可传输1 6 2 = 3 2 个2 m 信号，每个2 m 又有3 2 个时隙，所以每个f t m 的容量是3 2 3 2 = 1 0 2 4 个时隙，每个i f t u 的容量是4 3 2 = 1 2 8 个2 m 、4 * 1 0 2 4 = 4 0 9 6 个时隙。 2 ) 原理 随着电信网的发展，传输系统的种类越来越多，容量越来越大，网络也越来越复 杂。传统的将不同种类和容量的传输系统在人工数字配线架上互连的方式不仅效率 低、可靠性差，而且无法适应动态变化的传输网网络配置和管理的要求，因而出现了 相当于自动数字配线架的d x c 设备( 当然其功能已远不限于此) 【l “。 根据端口速率和交叉连接速率的不同，d x c 可以有各种配置形式。通常用d x c x y 来表示一个d x c 的配置类型，其中第一个数字x 表示接入端口数据流的最高等 级，第二个数字y 表示参与交叉连接的最低级别。数字0 表示6 4 k b i t s 电路速率。数 字1 、2 、3 、4 分别表示p d h 体制中的1 至4 次群速率。 d a c s 是d x ci 0 的典型设备，它的接入端口的最高速率为一次群信号，交叉 连接速率为6 4 k b i f f s 。它主要为p d h 网提供快速、经济和可靠的6 4 k b s 电路的数字交 叉连接功能。它既可以为专用网提供自动和集中的管理维护，又可作为汇接网中心节 点或网关。 d a c si i 设备由交叉连接矩阵、复用器、解复用器等部分组成，其核心部分是交 叉连接矩阵，可以用图1 2 的简化结构来表示。在d a c s 设备中交叉连接功能由 e c c n 实现，复用器、解复用器功能由i f t u 实现a 华中科技大学硕士学位论文 一解期e ： n 个2 m 信号输入 l j 解复用i： 图1 2d a c s l i 的原理 d a c s i i 采用的的交叉连接矩阵类型是平方矩阵，平方矩阵是目前d x c 常用的矩 阵类型之一，其配置原理如图1 3 所示。 3 n 2 n + 1 输入 2 n n + 1 n 1 2 n 2 n 3 n + 弧 图1 ，3 平方矩阵配置原理图 从图1 3 中可以看出，平方矩阵的基本单元是n * n ，增窖所需要的矩阵容量按平方 增长。例如容量从n 个2 m 增容到2 n 个2 m 时，所需要的矩阵单元数增加到2 2 = 4 倍。依此类推，矩阵规模按平方增加，而且成本也迅速增加，因而采用平方矩阵的 华中科技大学硕士学位论文 d x c 在容量不太大时比较经济。 d a c s i 设备采用的的平方矩阵的最大容量是( 1 6 4 0 9 6 ) ( 1 6 t 4 0 9 6 ) 时隙，其 工作原理如图1 4 所示。 图1 , 4d a c s 设备交叉连接矩阵工作原理 在d a c s i i 设备的e c c n 中有一个具有( 1 6 4 0 9 6 ) ( 1 6 4 0 9 6 ) 时隙容量的交 叉连接矩阵。每个e t s i 作为4 0 9 6 时隙的输入输出接口，分别对应1 个i f t u 。d a c s i i 设备最多可以连接1 6 个i f t u ，最多可以接入1 6 1 2 8 = 2 0 4 8 个2 m 。在本机房只配了 4 个i 唧，所以最多可以接入4 1 2 8 = 5 1 2 个2 m 。 在d a c s i i 设备中，每个2 m 输入信号被分接成3 2 个并行的6 4 k w s 的交叉连接 信号。然后，内部的交叉连接网采用时隙交换技术( t s i ) ，按照预先存放的或动态计 算的交叉连接图对这些交叉连接通道进行重新安排，最后荐利用复接功能将这些重新 安排后的信号复接成高速信号输出。整个交叉连接过程由连至d a c si i 设备的本地操 作系统或连至t m n 的支持设备控制和维护。 华中科技大学硕士学位论文 由d a c s i i 设备的交叉连接功能可知，所谓交叉连接也是一种“交换功能”，与常 规数字交换机不同之处在于d a c s i i 设备交换的对象是多个电路组成的电路群( 称为 通道) 。其次，d a c s i i 设备交叉连接矩阵由外部操作系统控制，可以连至电信管理网 ( t m n ) ，因而增加了网络灵活性积网络管理能力，再有，d a c s i i 设备还能提供经 济的上下业务设施和网关功能。 最后，由于d a c s i i 设备代替了配线架和复用器，各个信号的定时信息必须经过 系统传送并在输出处再生，因此d a c s i i 设备具有一定的透明性。当然，就交叉连接 矩阵而言，d a c s h 设备远菲数字交换机那样动态变化，基本上是半永久性的，因而 有人将它称为“静态交换”或“冻结的交换”。 3 ) 特点 在通信网中，d a c s i i 设备主要应用于专线调度、自动配线、业务疏导、电路集 中、电路保护等方面，具有以下特点： ( 1 ) 可靠性 在大容量的光纤应用中，一根光纤中断就会影响到大量业务，造成较大经济损失， 因而网络的保护策略显得越来越重要【1 2 1 。出现故障时，传统的网络恢复主要靠人工调 通重要电路，需要几分钟到几小时，称为馒恢复。随着同步数字体系( s d h ) 和数 字交叉连接设备的应用，提高传输网的可靠性已变为可能【1 4 1 。数字交叉连接设备可以 进行网络的自动恢复，它存有交叉连接子图，有事先预置的网络恢复计划，一旦传输 线路出现故障，可以使网络的传输很快恢复a ( 2 ) 经济性 d a c s i r 设备价格昂贵，一次性投资很大。但是从长远和综合的角度考虑，如 果采用交换机内部的半永久性连接，将加大对交换机的投资使话路中继更加拥挤， 而且对交换机数据库的改动可能会对它的连接造成影响。 ( 3 ) 智能性 对传统的网络避行集中化的运行、维护和管理十分不便和困难。d a c si i 设备是 一种计算枧控制的商度智能装置，使得网络的重组可以由维护人员进行控制，便于实 现集中化的运行、维护和管理。 4 ) 在电信网中的应用 在电信网中，d a c s i i 设备主要用于发展d d n ( 数字数据网) 、n o 7 信令网、专 线电路等重要2 m 电路。d a c s i i 设备使d d n 网和n o 7 信令网的传输更加智能化， 华中科技大学硕士学位论文 同时也为今后的综合网络管理奠定了基础，主要应用在下面几个方面： ( 1 ) 传输设备管理 在网络中将重要的、业务量大的节点设定为中枢。利用d a c si i 设备的中枢功能 可以减少节点间的连接数量，同时具有中枢功能的网络更容易适应扩容的要求。 ( 2 ) 保护倒换 利用断开和重瓤生成交叉连接，d a c s i i 设备可提供等效于复用段保护的保护倒 换，其保护结构可以是1 + 1 或m ：n 。通常d a c s l i 设备的整个保护倒换动作仅需几十 毫秒，因此对业务的影响很小。 ( 3 ) 恢复 数字交叉连接设备的最重要功能之一是网络恢复能力。d a c s 珏设备自够对光缆 被切断或节点失效等故障提供有效的网络保护。通常恢复路由应该是最短路由或考虑 到各方面因素后的最短路由。 ( 4 ) 通道监视 利用d a c sl i 设备中的通道开销监视功能。可以采用非介入方式对通道进行监视， 达到故障定位的目的。 1 2d a c si i 设备监控原理 d a c s l i 设备监控的输入输出功能是由m c 单元完成的。监控信号接口是位于 m c 单元m c p 面板上的2 5 针t t y 接口，该接口类型为r s - 2 3 2 串口。d a c s 设备 的监控原理是：通过串口接收特定格式的命令，并产生相应输出。d a c s 玎设备监控 主要完成告警显示、设备配置、电路配置、环回、显示端口状态等功能。 1 ) m c 单元 d a c si i 设备监控是由m c 单元完成的。m c 单元是主控制架的一部分，控制 d a c sl i 设备的所有内部操作，完成机架的设置、错误检测、机架状态指示、数据库 备份和外部管理接口等几项功能。m c 单元结构如图1 6 所示。 e m t cc p u e b xc im c p p o w e r 空可扩充维中央处理器 可扩充总线可扩充通信告警检 电源模块 护电路板扩展器接口测区 图1 6m c 单元结构 7 华中科技大学硕士学位论文 = = = = = = = = = = = ； = = = = = ；= = = ；= = = = = = = = = = 一= m c 单元由以下部分组成： ( 1 ) 可扩充维护电路板( e m t c ) ：一个检测所有硬件错误的节点。它提供了告 警接口( 负责声控和可视告警指示) ，也是传递d a c s i i 设备内部通信信号的l a n 网 中枢。 ( 2 ) 中央处理器( c p u ) ：用于解释和控制所有用户指令的执行、机架的诊断和 错误检测。它有两块4 0 m 存储磁卡，用于系统的安装和备份。 ( 3 ) 可扩充总线扩展器( e b x ) ：主要提供m c 和e c c n 之间的接口。 ( 4 ) 可扩充通信接口( c i ) ：提供c p u 和机架上6 个l i n k ( 管理单元接口) 之 间的通信。 ( 5 ) 告警检测区( m c p ) ：对系统产生的各种告警提供指示，另外还提供r e s e t 按钮对m c 单元进行复位操作。告警检测区中还包括一个l i n k ( 管理单元接口) ，位 于前面板上，方便用户的p c 通过w n 9 x 的超级终端登陆系统。 ( 6 ) 电源模块( p o w e r ) ：电压转换和电源分配。 2 ) 监控实现 下面以i f t u l 为例介绍d a c si i 设备的监控实现，如图1 7 所示。 图1 7d a c s u 设备的监控原理 华中科技大学硕士学位论文 从图1 7 可以看出：i f t u l 的每个f t m 都有一个u c ( u n i tc o n t r o l l e r ) ，m c 单元 的c p u 通过l a n ( l o e a la r e an e t w o r k ) 对u c 进行监控；m c 单元的c p u 通过e b x 对e c c n 进行监控；f t m 中的每个2 m 数字信号都要送到e c c n 中进行交叉连接； 本地终端( l o c a lt e r m i n a l ) 则通过m c 单元的m c p 上的l i n k 接口对d a c si i 设备进 行监控。 3 ) 监控接口 d a c s i i 设备的监控接口是位于m c 单元m c p 面板上的2 5 针的t t y 接口( l i n k 接口) ，如图1 8 所示。 图i 8m c p 面板 该接口类型为r s 2 3 2 t 15 1 。r s ，2 3 2 c 接口( 又称e i a r s 2 3 2 c ) 是目前最常用 的一种串行通讯接口。它是在t 9 7 0 年由美国电子工业协会( e a ) 联合贝尔系统、调 制解调器厂家及计算机终端生产厂家共同制定的用于串行通讯的标准。它的全名是 “数据终瑞设备( d t e ) 和数据通讯设备( d c e ) 之间串行二进制数据交换接口技术 标准”。该标准规定采用一个2 5 个脚的d b 2 5 连接器，对连接器的每个引脚的信号 内容加以规定，还对各种信号的电平加以规定。目前较为常用的串口有9 针串臼 ( d b 9 ) 和2 5 针串口( d b 2 5 ) 。由于计算机一般采用9 针串口，而d a c s i i 设备的 l i n k 接口为2 5 针串口，所以d a c s i t 设备至计算机的串口监控信号线定义如表1 1 所示。 9 华中科技大学硕士学位论文 = i = ；= ；= = = 2 = = 2 一一 表1 1 9 针串口( d b 9 ) 和2 5 针串口( d b 2 5 ) 转换线定义 9 针串口( d b g ) 针号2 5 针串口( d b 2 5 ) 针号功能说明 缩写 l8 数据载波检测d c d 23 接收数据r x d 32 发送数据t x d 42 0 数据终端准备d t r 57信号地g n d 66数据准备好d s r 74请求发送r t s b5清除发送( x s 92 2振铃指示d e l l 4 ) 完成的的功能 d a c s i i 设备监控完成的主要功能是： ( 1 ) 告警显示：对设备中的异常事件及状态进行检测和报告，为网络运营者提 供了实时了解网络中存在问题的手段。 ( 2 ) 设备配置：增加、修改、删除电路板，一般仅在设备安装时使用。 ( 3 ) 电路配置：包括交叉连接的配置、2 m 电路的时隙配置和保护的配置。 ( 4 ) 环回；将要发送的信号直接回接到同端的接收机上，这是一种自检类型的 测试，常用于障碍判断。 ( 5 ) 显示端口状态：显示指定的2 m 电路的配置情况。 1 3 d a c s l 设备监控程序 目前，本机房没有d a c s 设备专用的监控程序，维护人员对d a c s i i 设备的监 控是利用w i n d o w s 自带的超级终端完成的【1 6 1 。计算机通过串口线缆连接至d a c s i i 设 备l i n k 接口上，可完成电路状态检测、6 4 k 交叉连接、2 m 口性能监测等多项功能。 但是超级终端存在操作界面不友好、对指令的输入要求严格、操作处理的时间较长、 没有安全管理功能等问题。从电路维护人员的实际需要出发，开发一个监控程序来管 理d a c s i i 设备是必要的和可行的。 1 ) 超级终端的原理 超级终端( 即终端仿真程序) 是g r m d o w s9 x 岍，2 0 0 0 自带的应用软件，是一个 1 0 华中科技大学硕士学位论文 功能强大的串行通讯辅助调试软件，利用它可以方便地完成p c 计算机之间的串行通 讯。 超级终端程序位于w i n d o w s 工具“开始程序附件通讯一超级终端”。启动超级 终端程序i - p e r t r m e x c 后，需要选定串行通讯端口( c o m l 或c o r n 2 ) ，然后设定好通 讯速率与校验位。 超级终端的原理并不复杂，它是将用户输入随时发向串口( 采用t c p 协议时是发 往网臼，这里只说串口的情况) ，但可以并不显示输入。它显示的是从串口接收到的 字符。可用超级终端进行管理的设备应该完成的任务是：将自己的启动信息、过程信 息主动发送到运行超级终端的主机；将接收到的字符返回到主机，同时发送需要显示 的字符( 如命令的响应等) 到主机。这样在主机端看来，就是既有输入命令，又有命 令运行状态信息。如果要在超级终端显示汉字，只需将汉字编码( 每个汉字2 个字节) 发到主机，主机便会直接显示汉字。 2 ) 端口设置 一般来说，串行通讯的双方都必须遵守相同的通讯数据格式。由于通讯程序的编 写涉及到通讯的双方，所以任意一方通讯程序的错误都将导致通讯的失败，也将给编 写和调试通讯带来许多困难。 通过对在d a c s 设备上运行的超级终端的分析，得出它的设置为：串行通讯速 率为1 2 0 0 波特、数据位为7 位、偶校验、停止位为l 位、流控制为无、操作语言为 人机语言( m m l ) 【1 7 】。 3 ) 存在问题 在维护该设备的过程中，机房维护人员经常感到用超级终端管理d a c s i i 设备不 方便。经过分析，我们发现存在的问题主要是： ( 1 ) 操作界面不友好： 由于超级终端采用了全英文操作界面，给不熟悉英语的人员的维护工作带来一些 困难。 ( 2 ) 指令输入的要求比较严格 这是维护人员处理电路时遇到的最主要的问题。超级终端用来监控d a c s r 设备 的m m l 语言对指令的输入格式要求严格，稍有错误，设备便不会接受，甚至得出错 误的缩果。侈如，如果在输入环回指令( e d p r m t r e q u i p ：n p c - 1 1 1 ：l p b k - f c ) 过程中出现以下任何一个失误，就会导致指令失败： 1 1 华中科技大学硕士学位论文 多输入或少输入一个空格。 多输入或少输入一个“- ”符号 多输入或少输入一个“：”符号 输入了小写字母 ( 3 ) 操作处理的时间较长 由于以上两点，导致值班人员处理设备及电路故障时，输入指令要很小心，即便 如此，也有可能输错，延误故障处理。 ( 4 ) 没有安全管理功能 由于没有设定操作者级别和权限的功能，数据的安全性没有保障【1 8 】。 d a c s h 设备是在p d h 时期开发的【1 9 1 ，当时的网管系统逝不成熟。一般也不具备 集中监控的功能。随着电信设备逐步由p d h 向s d h 、d w d m 等过渡后，传输设备对 网管的要求越来越高、依赖性越来越强口o 2 1 | od a c s i i 设备目前在d d n 网、n o 7 信 令网等方面仍然发挥着重要作用，但是其落后的监控方式和它的重要性以及t m n ( 电 信管理网络) 的要求是不相适应的【2 2 】。电路维护人员迫切需要一个新的监控程序，它 能通过串口监控d a c s i i 设备。它不但能够解决超级终端存在的问题；同时，还可以 根据维护工作的实际需要，扩充一些功能( 如安全管理、2 m 端口选择快捷化) 。 4 ) 国内外概况 国内外通过r s 一2 3 2 串口编写的程序有很多。如：串口编程调试精灵1 2 引、智能安 防报警系统、电子警察拍照管理系统、云台镜头控制系统、电机驱动监控系统、远程 水文监测系统、串口实现双机互联、高速串口运信脚l 、无线串口通信f 2 s 】、串口通信的 i n t e m e t 接x 2 6 等。从这些资料中，除了可以掌握串口技术的具体应用方法，获得更 多的是行业项目的需求、解决方法以及如何运用串口通信等关键技术满足项目需求， 对于进行串口通信实际项目开发具有非常高的参考价值。它们的共同特点是；将串口 技术、相应的行业算法合理地实施到项目开发中，基本覆盖了串口的主要应用技术( 直 接联系计算机、控制m o d e m 、连接常见的编解码设备、与单片机通信等) 。 美国l u c e n t 公司针对d a c s 设备开发了一个监控软件( d a c s i im a n a g e m e n t s y s t e m ) ，该程序具有图形化的用户界面和较为完善的功能。但是该软件的操作界面 不是中文的，而且售价较为昂贵。 5 ) 可行性分析 经过分析，我们认为开发d a c s i i 设备监控程序是可行的。这是因为： 华中科技大学硕士学位论文 ( 1 ) d a c s i i 设备提供有r s 2 3 2 接口，该接口是目前最常用的一种串行通讯接 口。原有的w i n d o w s 下的超级终端可以通过串口对d a c si i 设备进行操作。因此，需 开发的程序的串口配置可从超级终端中得出。 ( 2 ) 在机房有d a c s i i 设备的硬件和操作指令说明书。因此，d a c s i i 设备的原 理可以了解得比较清楚。 ( 3 ) 国内外对串口编程的研究比较深入，已经用多种语言( v b 、v c 、d e p h i 等) 编出了大量的应用程序，基本覆盖了串口编程的主要应用。因此，串口编程从技 术上是可行的。 ( 4 ) 设备维护人员希望能够实现d a c si i 设备监控程序，他们积极提出自己的 设想和建议。因此，程序的完善、调测和运行有了最好的帮手，同时也使得程序的实 用性更强。 ( 5 ) 最重要的是：武汉电信分公司长途局的领导支持本程序的开发。不但同意 本程序可以在d a c si i 设备上调测和运行，还指定了相关电路工程师进行配合。 6 ) 预期结果 d a c s i i 设备监控程序的预期结果是：克服超级终端的缺点；同时可以根据维护 工作的实际需要，扩充一些功能( 如安全管理、2 m 端口选择快捷化) 。 ( 1 ) 操作界面汉化 采用全中文的操作界面，便于维护人员的操作。同时，可以提供帮助功能，协助 维护人员处理电路。 ( 2 ) 输入指令方便、迅速、不出错 将各种可能的指令预先集成在操作菜单中，操作人员只需选择相应参数即可，能 够达到输入指令方便、迅速、不出错的目的。例如，如果要查看一个端口的状态，只 需选择“显示单个2 m 设备状态”菜单，在“2 m 端口选择窗口”中选择所需要的端 口后，就会自动生成“r t r v - s t a t e - e q p t ：n p c x - x ”命令。只要端口选择正确， 就能成功执行指令。 ( 3 ) 操作处理速度更快 由于输入指令方便、迅速、不出错，可以缩短值班人员处理设备及电路故障的时 间。 ( 4 ) 可以加入安全管理功能 设定操作者级别和权限的功能，保障数据安全。设定浏览级( n e t s u r v ) 和管理级 华中科技大学硕士学位论文 ( a d m i n ) 两种级别的用户。管理级( a d m 蛐的用户口令由相应设备的电路工程师掌握， 可以拥有菜单的全部操作权限；浏览级( n e t s u r v ) 的用户1 ：2 令只有对设备的“读”的 能力，可以查看设备端口状态和告警，但不能进行可能会影响电路的操作 ( 5 ) 易于扩充功能 程序具有模块化的特点，使其功能易于扩充。 总之，要通过d a c si i 设备监控程序达到缩短障碍处理时间的目的，从而提高客 户的满意度、提高网络运行质量，最后达到提高经济效益的目的。 1 4 华中科技大学硕士学位论文 2 程序开发方案 由于v b 具有图形界面编程、以事件驱动为机制、面向对象的程序设计方法、简 单易学等优点，而且d a c si i 设备监控程序要求实现的功能较简单，所以我们决定采 用v b 编写程序。 一般用v b 开发串行通信程序有两种方法：一是利用w i n d o w s 的通信a p i ( 应用程 序接口，a p p l i c a t i o np r o g r a m m i n g i n t e r f a c e ) 函数；另一种是采用v b 标准控件m s c o m m ( m i c r o s o rc o m m u n i c a t i o n sc o n t r 0 1 ) 来实现。通过使用m s c o m m 通讯控件，可以简 单高效趣实现设备之间的通讯，而不必调用低级的a p i 函数，从而使编程效率大大提 高，也降低了因编程不当导致系统不稳定。由于本程序需要实现的功能并不复杂，因 此，利用v b 控件m s c o m m 控件实现通讯。 d a c s i i 设备监控程序的指令发送主要是利用了m s c o m m 的o u t p u t 属性，自动 接收则主要是利用了m s c o m m 的c o m m e v e n t 属性。在确定程序所需的窗体和画出程 序的总体结构后，我们还需要确定编程的风格。 2 1 开发隼行通信程序的方案比较 对v b 、v c 、d e p h i 等常用的编程语言进行比较后，我们确定采用v b 来开发串 行通信程序。和w i n d o w s 的通信a p i 函数相比，m s c o m m 通讯控件的编程效率更高。 由于本程序需要实现的功能并不复杂，因此，可以利用v b 控件m s c o m m 控件实现 通讯。 1 ) 编程语言 在进行编程之前，首先要确定选择一种语言来实现程序。我们将常用于串口编程 的语言v b 、v c 、d e p h i 进行了比较： ( 1 ) v b ：是新人开发与系统无关的综合应用程序的首选。 ( z ) v c ：从功能上讲除了跨平台应用外什么都可开发；从开发效率角度讲只局 限于开发w i n d o w s 系统应用、可重用组件及驱动程序。 ( 3 ) d e p h i ；是唯一能够同时适用于开发数据库应用、网络及w e b 应用、分布式 应用、可重用组件、系统软件、驱动程序、多媒体及游戏等所有软件的高效率开发环 境。 华中科技大学硕士学位论文 ；= = = = = ；= = = = = = = ；= = ；= = = = = = = = = = = = = = 一 总的来说，中小型的可以用v b 来解决；而大型的可以用v c 来解决；互动性 强的可以用d e p h i 来解决。 由于本程序要求实现的功能较简单，属于小型程序，而且很少涉及底层调用，所 以我们决定采用v b 来编写程序。 v b 具有以下优点： ( 1 ) 图形界面编程 v b 采用面向用户的图形界面编程，用户只需按设计风格及实际要求将v b 系统 环境所提供的基本组件( 如按钮、文本框等) 放在窗体中，更改其属性即可。这样就 大大减少了编程的工作量，从而缩短了软件开发周期。 ( 2 ) 以事件驱动为机制 用户的每一个动作都会产生一个事件。我们可以为一个事件编写代码，那么当该 事件发生时就会执行我们的代码部分，从而产生执行效果。这种编程机制使得程序设 计更加容易，使用更加方便。 ( 3 ) 面向对象的程序设计方法 v b 作为w i n d o w s 编程技术之一，程序代码具有良好的可重用性、可扩充性，具 备w i n d o w s 环境特有的优点：标准的图形用户晃面、动态链接、多任务、设备独立性 及直接操作特性。 ( 4 ) 简单易学，开发项目的时间比较短 v b 语法简单，可视化程度高，概念少，所以非常适合初学编程和g r m d o w s 编程 的人使用，即使编程高手也有很多人愿意使用它。 v b 的缺点是编译后的速度较v c 慢，软件发行比较困难( 编译后的e x e 程序如果 在没有安装过v b 的机器上运行需要拷贝数m 的文件，并且做一些设置工作) ；底层 调用手段较少，不太适合开发硬件操作多、速度要求高的场合。比如编写硬件驱动程 序就不能使用v b 。但是，v b 的缺点不影响监控程序的实现，这是因为：本程序要求 实现的功能较简单，属于小型程序，而且很少涉及底层调用；本程序仅在电信传输机 房的监控计算机上使用，即使安装文件较大也没有什么关系。 所以，结合实际工作的需要，根据各种语言的特点，我们决定采用v b 编写程序， 2 ) 开发方法 一般用v b 开发串行通信程序有两种方法：一是利用w i n d o w s 的通信a p i 函数【2 7 1 ； 另一种是利用v b 控件m s c o m m 来实现。下面分别加以简单介绍- 1 6 华中科技大学硕士学位论文 a p i 是w j n d o w s 的重要功能之一。它拥有6 0 0 多个预先编写的函数和过程，放在 d l l 库( 动态链接库，d y n a m i c l i n kl i b r a r i e s ) 中。在安装w i n d o w s 时，这些函数和过 程就会被安装。a p i 是一组主要用于c 语言编程的函数，v b 可以在运行时链接并使 用它，就像调用其他过程一样。w i n d o w s a p i 主要有窗口管理、图形设备接口、系统 服务和多媒体几个功能。 利用a p i 编写串口通信程序较为复杂，需要掌握大量通信知识，其优点是可实现 的功能更丰富、应用面更广泛，更适合于编写较为复杂的低层次通信程序。采用这种 方法编写串行端口通信程序一般可分为以下几个过程： ( 1 ) 初始化串行端口 首先用c r e a t e f i l e 函数打开指定串口，置参数中访问类型为g e n e r i cr e a d i g e n e f i cw r i t e 、共享模式为0 、创建标志为o p e n _ e x i s t i n g 、模板句柄为n u l l 。 ( 2 ) 配置串口 使用c o m m c o n f i g d i a l o g 函数以对话框方式设置波特率、数据位、奇偶校验、停 止位和流控制方式，并且可以恢复缺省值。 ( 3 ) 超时控制 由c o m m t t m e o u t s 结构定义的，通过调用g e t c o m m t i m e o u t s 函数获得当前的设 置，用s e t c o m