计算机与嵌入式监控电路数据通信软件设计与实现

计算机与嵌入式监控电路数据通信软件设计与实现

文明

中国船舶重工集团公司第七一五研究所浙江杭州310023

摘要：嵌入式监控电路是嵌入式智能产品的核心部件，但考虑到外界环境、造价成本等诸多因素的限制，嵌入式监控电路中人机交互化接口的设计比较简单，一些人机交互化接口甚至没有设计相关的显示按键。这样一来，嵌入式监控电路的初始化设置、信息数据的读取以及信息参数的修改都比较麻烦。为了有效解决这一弊端，开展计算机与嵌入式监控电路数据通信软件，将是嵌入式监控电路发展的必然途径。本文就以计算机和嵌入式监控电路的数据通信软件的设计以及通信软件各个功能的实现为研究论题，对其进行深入化研究和分析。

关键词：计算机；嵌入式监控电路；数据通信；软件设计

在信息社会的背景下，计算机技术、数据通信技术的发展得到有力的支持，如今的嵌入式监控电路广泛的应用于各个领域，虽然嵌入式网络是近几年发展起来的新技术，但是它在创新性上提出了低价MCU可作为服务器的创新理念，使得计算机和底层检查设备实现了无缝连接，进一步实现了远程监测功能。

一、计算机与嵌入式监控电路数据通信软件设计的概述

计算机与嵌入式监控电路数据通信软件设计包括数据通信软件系统的分析和系统设计，数据通信软件系统的分析是指计算机与数据通信软件设计要实现的功能，并说明计算机与嵌入式监控电路数据通信软件的运行环境以及期望目标的方案。

从当前计算机与嵌入式监控电路数据通信软件的功能来看，基于嵌入式监控电路的多路数据采集模块，其数据通信软件设计要实现的首要功能是对计算机和嵌入式监控电路信息的采集，然后将采集的数据即时的传递到远端的电脑主机当中，最后反馈控制信息实施对应的操作[1]。

二、计算机与嵌入式监控电路数据通信软件总体设计

要实现计算机与嵌入式监控电路数据通信软件设计功能，需将其分解成两部分进行数据通信软件设计，分别是嵌入式通讯程序部分和计算机通信部分。

（一）嵌入式通讯程序

嵌入式通讯程序其实是嵌入式监控电路程序中的一个函数，其主要的应用硬件设备为单片机、USB桥接电路以及存储器等硬件设施。单片机是嵌入式监控电路中的核心设备，它是采用瑞萨公司的μPD78F0485芯片，存储器的芯片则为AT24C256;USB桥接芯片CP2102。该设备的连接方式是将单片机的UART通信接口转换为计算机的USB接口，实现计算机与嵌入式监控电路的联合。计算机嵌入式监控电路是借助于USB连接，因此计算机是数据通信软件的猪通信方，嵌入式监控电路则是数据通信软件的从通信方[2]。

嵌入式监控电路安装在一个电子产品当中，这个电子产品可以连接两种数据采集器外设，采集器的每一种外设数量的多少取决于软件的限定[3]。因为嵌入式监控电路中有两个供电电池，其中电池1为主电池系统运行，电池2则是在系统处于休眠期状态时提供必要的时钟工作。嵌入式监控电路正常运行时，时间是每一分钟更新一次，并在存储器中记录时间更新记录，这也是为嵌入式监控电路故障提供可靠的时间参考。

（二）计算机通信程序设计

计算机通信程序设计主要依赖VS2010种中的dateTimePicker来控件，完成日期的显示和更改设计，采用SerialPort控件去接受和以及数据信息的发送。在此之后，则需要依靠backgroundWorker控件完成对数据通信软件的接收。最后，采用dateGridView控件显示存储在数据库当中的各项信息。由于计算机是计算机与嵌入式监控电路数据通信软件的主通信方，需要承担向单片机发送信接受状态信息的各项命令。

三、嵌入式监控电路与计算机通信程序设计功能实现

图一、嵌入式通信程序的流程图

（一）计算机通信程序的应用功能

计算机通信程序是计算机与嵌入式监控电路数据通信软件设计的另一部分，因此其涉及到多项应用功能具体如下所示：

1.计算机通信程序含有下传监控电路生产信息到电路的功能，若是嵌入式监控电路中已有这些信息，则只能进行信息读取、

2.计算机通信程序可以进行信息的读取、修改。在读取信息的过程中，应读取电池2中的供电电池的电压值[4]。

3.根据读取嵌入式监控电路记录的时间值，可以作为嵌入式监控电路发生故障的时间参考值。

4.为方面计算机与嵌入式监控电路数据通信软件的维修，应该在计算机设置一个EXCEL表格进行记录，必要情况下可以导出表格文件。

（二）嵌入式通信程序功能

嵌入式通信程序是辅助计算机完成数据通信软件设计的各项操作。其主要的功能应用具体如下所示：

1.将计算机下传的各项命令统一的输入到存储器当中，如果存储器当中已经显示这些信息，则需要传送给计算机。

2.嵌入式通信程序的上传电路是供电电池2号。

3.上传电路中需明确记录嵌入式监控电路故障发生的时间参考值。

4.接收计算机下传电路返修后其出厂时间也需要写入到存储器当中。

以下则是嵌入式通信程序的流程图。

四、计算机与嵌入式监控电路数据通信软件设计实现

计算机与嵌入式监控电路数据通信软件设计的实现，需要看数据通信软件中驱动程序开发以及应用程序的编写问题。其中，数据通信软件操作系统的移植是整个数据通信软件实现的一大难点。针对这种情况应该从计算机与数据通信软件数据通信软件的基础设计着手，对数据通信软件应用程序中的数据采集、数据处理以及数据通信等模块功能进行一一甄别。

Bootloader是计算机与嵌入式监控电路数据通信软件系统加电后运行的第一段软件代码。BootLoader的主要任务是将内核映象从硬盘上读到RAM中，在此之后BootLoader会跳转到内核的入口点去运行，开始启动操作系统。在嵌入式系统中，通常并没有像BIOS那样的固件程序（有的嵌入式CPU也会内嵌一段短小的启动程序），因此整个系统的加载启动任务就完全由BootLoader来完成[5]。考虑到BootLoader是计算机与嵌入式监控电路数据通信软件设计中非常重要的一个组成部分，因此在BootLoader应用中，需要工作人员进行细致检查。

结语：

计算机与嵌入式监控电路数据通信软件设计与实现的目的，是方便各个领域对嵌入式网络系统的应用。虽然嵌入式监控电路在信息社会的应用已经十分广泛，但考虑到外界环境、造价成本等诸多因素的限制，嵌入式监控电路中人机交互化接口的设计比较简单，一些人机交互化接口甚至没有设计相关的显示按键。针对这种情况，开展计算机与嵌入式监控电路数据通信软件，将是嵌入式监控电路发展的必然途径。而且通过计算机技术和嵌入式监控电路的有效结合，其数据通信软件设计无论在功能应用上，还是数据通信软件本身设备的完善，相对与传统的数据通信都比较科学化、合理化。

参考文献：

[1]吴经纬,李月香.计算机与嵌入式监控电路数据通信软件设计[J].电脑开发与应用,2014,(3):1-3.

[2]王猛,张汉泉,伍忠良等.勘查天然气水合物资源的海洋可控源电磁发射系统[J].地球物理学报,2013,56(11):3708-3717.

[3]耿红琴,张飞.基于嵌入式GPRS技术的大区域火灾监控系统[J].计算机测量与控制,2014,22(5):1388-1390.

[4]李庆.基于嵌入式TCP/IP技术的网络型多媒体中控器设计[J].陕西科技大学学报(自然科学版),2010,28(2):122-126.

[5]吕春峰,孙兴亚.基于嵌入式系统的电力变压器参数监测与处理[J].仪表技术与传感器,2008,(4):94-96.