自定义串口数据通信协议的分析与设计_图文

1、第30卷第24期 计算机工程 VoL30施24Computer Engineering2004年12月 December 2004:日:=#=开发研究与设计技术 文章编号:looo_3428(2IJ0424卅192卅3文献标识码:A 中图分类号:TP393自定义串口数据通信协议的分析与设计王承君(潍坊学院计算机系,潍坊26104I摘耍:以微软公司fl(JMSComm串口通信控件为底层接口,建立了一个简单的串口通信协议(sPcP。sPcP协议的设计基于帧f,.fl,.m一一., 采用发送/应答/藤连/失败tr:,UJ"武进行。,*tlIH该瞰义能实现双机短信聊天、文件传输等实时数据通信

2、功能。关键诃:SPCP;通信协i义;f目口;数据帧Analvsis and Design of Self-defining Serial PortCommunication ProtocolWANG ChengJun(Depa!llllenolComputo.Wcifi.mgCollege,Wcifang 261041【Abstract l,ITJlis paper proposes 11simplc Selial pott communication protocol(SPCPbased Oil MSComm developed by Micmsofl Company.rhc nolion

3、tmderling SPCP dcsign is data tYamc transfe nin send ng/ack mwledg ng/reconnecting/thilure way.By SPCP.realtime applications can bc devclopcd.1br example,peer-topeer chatting,Iile translcr,and SO forth.1Kcy wordsSI(、I:(_'onlilluii Jciiliorl pJoloeol;Serial port;Dala fhlrncIll行通f?i接l-I(RS232足汁算机标

4、准眦髓的通膏接l-|, 利川玎;I 1进fi数jl通fIi、数搬采集等是汁锋机的哦婴7、江JH领 域之。她1;:,=在fnI I之l:的数据传输可以根据具体的实际情 况构缱门已的数撕交换|II则,即通信阱义。本文讨论的p是 构建在短信、文件传输等方面的数据通信协议。l SPCP协议分层结构为r实现计算机之间的通信并减少协议设1的复尔性, 大多数I69络通信按层次厅式进行2I织,J卜叮以参照鼍(实t:的I剐珠标llOSI七层通信模,融。从通信们度看,行层提供的 服务IIf以分为I埘人类,UIl IflI;'l迮接flglll务和兀连接的服务。 SPCP的没汁足坫-J:I=fii目连接的服

5、务。S1CP叭议体系结构图 见图l。 图l SICl,协议体系结构图2串口通信协议(SPCP的设计SPCP的没i,I思恕J毒Jj帧传输的万式,即枉向凇ILl发送 数据时址帧帧地发送。刈j:f:层应川(女ll义件传输来 说,膨JI】张序所发送和接收的都是流式数据,即如果应用程 J镛婴进行I二层胁艾f6譬释的淆,这蝗流式数拊将1fifl晰匝新拼一.192一 装。为保证可靠的传输,在传输开始前,通过握手建妒连接 (类似TCP/IP协议;在每-帧的传输中采月J发送/腹答/晚连/失败的方式进行。本传输协议中设计3种帧:控制帧、数据帧、短语帧。 其中控制帧和数据帧用于文件传输,短语帧用于短消息发 送。每一

6、帧分为帧头和负载西个部分,其中帧头占6个字 竹,前两个宇仃J=Ij f区分3利懒,后4个字节对j:不同帧的意 义各不J:l_I同,负载长度/1;定。数据帧的帧头(见图2的前两个字节均为0,第2、3字节 (A、B部分表示负载数据的长度,用字节表示。第4、5字节 (M、N部分表示第2、3字节的校验和。IJ 4ll 0A B M N图2数据帧的枝头规则:第1、2字节为O(表示数据帧;AB表示传输数据长度,l。=人+100+B;MN表示校验,M4100+N=A+B n负载数据的长度通常根据运行程序的输出缓冲区大小而 定,一般最多一i超过输缓冲区的半。控制帧分为发送端控制帧和接收湍控制帧,除发送端控 制

7、帧中的“请求接收新文件”帧外,其余控制帧均,1;含负 载,控制帧头如图3。作者简介:t承档(1966一,男,删教授,主研方向为网络编程与 网络通信、数据库应用一收稿日期:2004-09.10E-mail:wc.isdwl'(/sina.COll 万 方数据'j日 卷义日 I(】 4 II lJ A B M N 豳3控爿姨头规则:第l、2字竹为1(农尿挖制帧,AB为请求表示,MN为附加 表爪.当AB=I I时,M表爪描述字符|巾文件名子凇的长度,N表示 椭述小1文件人小的长度,AP,=IOl J,l",迎知放卉化输。B=IJ0¨寸。通知文件传输完毕。.AB.=

8、0I¨于.沾求对方发送数据。j苔11111=10,请求发送下一 个,符mn=00.清求丌(发。!.1-3f矗息(短语帧觚诳帧的组成。j数掘i帧幸H似,前两个字仃均分别为0和 l,笫!、3中IY(A、B部分表示负载数据的长度,用字节表 爪。与数据帧小同的足怒谢帧没有校验,I弼H寸数据帧的负载 为:进制数拊,I阿矩阡帧的负载为文本数据,见图4。Jj:I。In义日豳4短语帧头规!IJJ:-笫I、!F 17为0I友爪信息帧。AB表爪数槲l,Jf:,I,。+100-¨jXX为配化字符,任意。成JlJ程序发送米的数据作为一个流按SPCP协议进行分 帧,切割后为每帧Jll l二帧头和校验

9、和进行发送;礼接收端, 分帧的数据去掉帧又后仃入文件缓冲IX,接收完成后写入磁 德。祭个过程女¨I15、H6。l川j州“艟_|1.:圩-K:b川_、.ftj0川L_、7SIIK噬缓川II"ijf, ,扣|> ' ,扯氆3传输过程th发送端发“浦求接收新文件”僻呼,等待反馈。(2接收端收到请求信号后,门蹦户询问是否接收。(3用户确认接收后,接收端发I“请求发送文件”储号。(1首先由发送端发出第一帧数据,然后等待反馈。(2接收端收到一帧数据后,若帧长度校验和错误则发 出“请求重新发送帧数据”信号,如果正确,则发出“请求 发送下一帧数据”信号。(3若发送端收到“请求

10、霓新发送帧数据”信蛩,则瞳 新发送先的发送的帧数据。(4若发送端收蓟“请求发送下一帧数据”信号,则首 先检查已经发出的一帧数据是否是最后一帧,如果是则发出 “发送完毕”信号,否则,发送下一帧数据。(5煎复(2、(3、(4的步骤。(I发送方发出“发送完毕”信号后,关闭文件,并提 示用户“发送完毕”。(2接收端受到“发送完毕”信号后,则把文件缓冲区 中存储的数据写入磁盘,然后关闭文件。并向用户提示“接 收完毕”。4SPCP协议的实现本通信阱议的底层数据接口采用MSComm控件。 MSComm控件是Microsoft.公司提供的简化Windows下串行通 信编程的ActiveX控件,它为应用程序提供

11、了通过串行接口 收发数据的简便方法,4F.VB、VC等编程环境下均可使用。 MSComm控件提供两种处理通信方式:事件驱动方式和查 询方式。(1事件驱动通信足处理串行端口交互作用的一种非常 钉效的方法。在许多悄况F,在事件发生If于需婴得到通知, 例如,在Carrier Detect(CD或Request To Send(RTS线上 一个字符到达或一个变化发生时。在这些情况下,可以利用 MSComm控件的OnComm习#件捕获并处理这些通信事件。 OnComm事件还可以检查和处理通信错误。所有通信事件 和通信错误都可通过CommEvent属性获得。(2在程序的每个关键功能之后,呵以通过裣硷 M

12、SComm控件的ConllllEvent属性的值来查询啦件和错洪。 如果应JH稿!序较小,并H.足自保持的,这利t方法可能是疆可 取的。例如,如果写一个简单的电话拨号程序,则没有必要 对每接收一个字符都产zI:事件,因为唯一等待接收的字符是 调制解调器的“确定”响应。每个使玎的MSComm控件对应着个串行端日。如果 应用程序需要访问多个|I行端1,必须使H多个MSComm 控件。可以在Windows控制iif极rll改变端U地址和中断 地址。 .4.2SI Cn姚之实现的主要算法设计当MSComm通信控件接收到数据以后,触发MSCoimn 控件的OnComm事件。从丽对接收数据进行处理。图7是

13、当 MSComm通信控件接收到数据以后SPCP协议的处理逻辑。 关于文件接收管删的功能主要包括发送文件请求、发送 数据帧和发送完成信号功能,同样文件接收符娜的功能卜要 包括接收新文件、i_i!f水发送、i!求畦浙发送和接收究成处刖 等功能,限于篇幅,处理逻牟;:这呲不在列出。 万 方数据,臣圈 主>K龟>藿髻畲Y 匝壶圈由臣由y圈由武N申由拶<笾岁压圈“匝壶习t圈7处理逻辑5协议应用实例双机jIjc举:iHI-J'-,通过II将两台计算机连接起来,按照自定义的¨通f。了眺议(SICP进行信息交换,实现通过串口进 行聊天、文件收发的功能。图8足用VB6.0开发

14、的程序主界 面。网巾左中部分负责聊天功能,右半部分负责实现文件传 输功能。12方12媳条I:的3个按乍ff分别完成打升fF-I、关闭 rt:11、配惯il'l,l参数功能。1EgtlrP央的编辑榧娃示聊天的信 息,/i!斤Fi,lll'l'J文小楸完成li信息发送功能。界而的27-;t":部 分负责文f,l:的传输,女j果前嶝发送义件,必须选t Jt“发送文圈8程序主界面件”雎选框,在其下的文本框中输入(或选择文件,然后单击开始传输;若要接收文件,选择“接收文 件”濉选框,在其下的文本框中输入(或选择保存路 径和文件名,单击开始传输进行文件接收。6结束语本文以

15、MSComm控件作为底层接口建立r-个 简单的串13通信协议(SPCP。从中可以了解如何创 建简单的通信协议以及开发协议时遵循的技术。当然 本协议还有许多不完善之处,比如文件传输效率一; 高,安全性没有考虑等,有待于以后进一步优化。ttiJ'文ilitI Stcwarl R R,XieOiaobing.Stream Control-/,rallSlllisSiOll Ptxtoco/(SCllPl.人Rcti:rcncc Guide.AddisonWesley Pub.Co.Bk&【I-Rom Edition.2001122李现勇.Visual C+串H通信技术与工程实践.北京

16、:人民邮也出版社,20023谭思亮.Visualc+串171通信工程开发实例导航.北京:人民邮l乜I版社,20034丸山修考(t-I.通信协议技术.北京:科学出版社,2004(上接笫124页:元和t元的难确率棚差不多,可见当词的距离变大后,词的 前后影响迅速减弱.(:锵误分析标l:锵!13IIJ分为阳类:米髓录同性错误l,-lf类词锵误。以:JCI州U5尔l叮人为例,总词数:122276;标注jE确:10737I;标注锵从,rl:14905。j小,朱髓求iJd'Pl-'.7644I旨5I.3%,兼类词锵误7261I与48.7%。未髓录词性人体m际/n峰PtiJ/n fl(Jlu

17、极端m现象/n极端11膨“j为搬端7dJ任炎M通讯,711下段n址,、,l LL磁波In辄射/、牟flI射,、-心“1为极端mJJ”J:汉语tth”ir寿巾的谢性活用现象,一个词可以以多种词 陀使fJ,这给词悱收求带来了很火的困难,从而产生末髓录 iiiJ世l"错误。标注蛑法一t要解决的是兼类词的错误。从结果来 看,jn!确冰般,还衙蠼进步改进。5结语一194本文介绍了SEGPOS系统的设计思想、框架和实现。Jf:对各种切分、标注算法进行了比较、评测和研究。通过研 究,为今后的研究提供了信息:(1未髓录诃是目前切分过 程巾的ji嘤困难之一,婴提高切分的J11确率,就足妥善解决 未登录

18、词的问题。未精录词的组成复杂,有人名、地私擘,Ik 术语等,每种词都不同,需要有针对性地解决。(2词类活 用现象在汉语中普遍存在,这给标注带来了很大困难,婴提 高标注的正确率,就要对词类挢用进行研究。(3不同的方 法能处理不同的错误,只有多利t方法结合使用,才能不断提 高切分标注的正确鸷。参考文献学报,1999,f52刘颖.1jf急§Ji(1;ig犬模4I!x,l汉i_f进行切分和标注排歧.计算机II程 与设i,t,200I,22(43万建成,杨春花.二抒面汉语的全切分分词算法模型.,J、型微型计算机系统,2003.24(7 4徐 菁,张 麟,陆汝占.汉语语料的切分标注加工系统.计算

19、机:程,2003,2995屈刚,陆汝h个改进的汉语溯性杯注系统.I:海交通大学学报.2003.39(6冒髫 万 方数据 自定义串口数据通信协议的分析与设计作者:王承君作者单位:潍坊学院计算机系,潍坊,261041刊名:计算机工程 英文刊名:COMPUTER ENGINEERING年,卷(期:2004,30(24被引用次数:11次参考文献(4条1. 丸山修考 通信协议技术 20042. 谭思亮 Visual C+串口通信工程开发实例导航 20033. 李现勇 Visual C+串口通信技术与工程实践 20024. Stewart R R;Xie Qiaobing Stream Control Transmi