网路远端控制设计(进行中)

1、第四章 網路遠端控制設計（進行中）（專題製作：李冠德、張志瑋） 將倒立單擺控制系統與網路結合，使用者不必再親自到實驗室操作，即可直接經由網路來控制系統並觀測結果，亦是本研究之目的之一。4.1 整體架構 在一伺服（server）電腦上架構網頁，使用者則連結到網頁上並登入帳號及輸入控制參數（Kp、KI、KD）後，藉著RS-232將控制參數傳到控制電腦（Controller）上執行，並以C程式接收資料以及執行倒立單擺控制，最後將所得結果回傳給伺服電腦，並顯示在網頁上。Visual basic為所使用之資料傳輸程式。網路控制整體架構如圖4.1所示。networkClientUser(PC)User(P

2、C)User(PC)WebServer(PC)Controller(PC)deviceRS-232RS-232Server-side (LAB)(利用ASP來製作)(VB)(TC) 圖4.1 網路控制整體架構由圖4.1可知，經由個人電腦連上網頁，並輸入控制參數（Kp、KI、KD），再傳輸並得回控制結果參數。利用ASP製作動態網頁，執行使用者登入帳號密碼的比對、儲存傳輸資料（Kp、KI、KD）並開啟Visual Basic程式，將資料傳往Controller端。以RS-232為介面，利用Visual basic完成其設定，將由server端所接收到的資料傳輸到controller端。以Visua

3、l Basic架構一接收端程式，將Web Server端傳來的資料（Kp、KI、KD），經RS-232傳送到device。以 C程式架構，執行接收資料及控制倒立單擺。以下分別介紹RS-232、Virtual Basic 以及ASP動態網頁。4.2 RS-232RS-232乃為串列通訊埠(Serial Communication Port)，在系統控制的範疇中一直佔有及重要的角色，以下介紹一些通訊協定。(1)訊號定義： 訊號的電壓在+3V+15V之間稱為”0”，一般用途為”on”，電壓-3V-15V之間稱為”1”，一般用途為”off”，其傳輸方式是透過傳輸線上電壓的改變來交換資料。(2)腳位意義

4、(經由歷代的變革，演變成為今日所見的9-pin模式)：表4.1 RS232腳位定義腳位簡寫意義Pin1CD載波偵測(Carrier Detect)Pin2RXD接收字元(Receive)Pin3TXD傳送字元(Transmit)Pin4DTR資料端備妥(Data Terminal Ready)Pin5GND地線(Ground)Pin6DSR資料備妥(Data Set Ready)Pin7RTS要求傳送(Request To Send)Pin8CTS清除以傳送(Clear To Send)Pin9RI響鈴偵測(Ring Indicator)(3)RS-232的參數設定： a.起始位元與停止位元

5、如圖4.2所示，由於RS-232傳輸為一非同步串列傳輸，沒有同步的時脈作基準，所以當資料作傳送或是結束傳送時需要告知。 RS-232不傳輸時，狀態保持為”1”。然而，當資料傳送時，會有一起始位元”0”，當傳送完成後再降為低電位狀態。 停止位元為低電位狀態，長度有1、1.5、2 Bit的選擇。而起始位元的長度則固定為1 Bit。圖4.2 停止位元及起始位元 b.資料傳輸單位 RS-232的資料長度有5、6、7、8 Bit的傳輸種類，如圖.4.2中就是一個8 Bit的資料型態。各種傳輸種類必須依照要傳送的資料字元型態(ex：ASCII code為8 Bit)以及和device之間的協定來作選擇。

6、c.資料傳輸速度 在RS-232中的傳輸速度單位為BPS(bit per second) ， 而因為RS-232通常用來作非同步傳輸，若沒有相同的參考時脈，則雙方所傳送的高低電位到底代表幾個位元就不得而知了，因此必須要有相同的資料傳輸速度-鮑率 (BaudRate)。若是傳送端與接收端的傳輸速度不一，會造成資料讀取的不正確。如圖.4.3所示，無論較快或是較慢的接收速度所取樣得到的資料都會跟原本傳輸的資料有所差異。圖.4.3 不同的取樣速度 d.同位位元檢查 同位位元是用來檢查所傳送資料的正確性的一種核對碼，其中又分為偶同位及奇同位兩種。發送端檢查待傳送資料中的狀態 ”1”的數目為 n個，當設成

7、偶同位檢查時，n為偶數時在資料的最後面加上”0”，n為奇數時則加上”1”，使1的數目保持偶數；同樣的，當設成奇同位檢查時， n為偶數時在資料的最後面加上”1”，n為奇數時則加上”0”，使1的數目保持奇數。4.3 Visual Basic程式 Visual Basic在架構視窗作業系統環境下的監控系統有其好處，人機介面的建立比上其他的工具要來的簡單、快速，而且Visual Basic提供的串列通訊控制向讓發展者可以發展串列通訊的系統程式，而功能上也提供了不少為使用者設想的簡便之處。（范逸之，民國88年）。在這方面主要是由我負責的，在這方面的架構主要是利用winsock控制項來撰寫，主要分兩個部分，一為在server端上的接受端程式，一為在網頁上的要求端程式。接收端程式：處於隨時準備連線的狀態，當一和要求端連線時，就將要求端所傳送的資訊，經由RS-232轉送到controller端的電腦上要求端程式：這部分程式是放在網頁上的，當一有人連上此網頁時，即自動向接收端要求連線，然後user輸入資料，按下程式上所建立的傳送按鍵，將資料傳送出去（王國榮，民國88年；蔡崇欽、楊宗誌，民國89年）。4.4 ASP動態網頁 ASP動態網頁主要功能是執行網頁設計並建構資料庫，以處理下列事項： (1)Us