任海波,韓崇偉,李 碩,陳曉明

(西北機(jī)電工程研究所,陜西咸陽 712099)

自行火炮的定位定向裝置由GPS衛(wèi)星導(dǎo)航裝置和慣性定位定向?qū)Ш窖b置組成,需分別通過RS-232串口對其進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。在只需對單個串口操作時,利用MSComm控件會使編程快捷簡單,然而,由于MSComm控件做了大量的封裝,在多線程串口編程時降低了編程的可控性和靈活性[1]。CSerialPort類是由Remon Spekreijse提供的免費(fèi)串口類,本文成功的采用CSerialPort類進(jìn)行了串口編程,該方法具有編程效率高,程序可控性強(qiáng),擴(kuò)展性好,容易實(shí)現(xiàn)多線程串口通信的優(yōu)點(diǎn)。

1 CSerialPort類工作流程及主要函數(shù)

CSerialPort類是基于多線程的,其工作流程如下:首先設(shè)置好串口參數(shù),再打開串口監(jiān)測工作線程,串口監(jiān)測工作線程監(jiān)測到串口接收到的數(shù)據(jù)、流控制事件或其他串口事件后,就以消息方式通知主程序,激發(fā)消息處理函數(shù)來進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,這是對接收數(shù)據(jù)而言的;發(fā)送數(shù)據(jù)可直接向串口發(fā)送。以下介紹幾個要用到的函數(shù)[2]:

2 系統(tǒng)功能

在自行火炮定位定向數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中,由串口通信模塊定期接收數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)處理模塊負(fù)責(zé)把符合要求的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后存儲到后臺數(shù)據(jù)庫,并根據(jù)需要顯示定位定向數(shù)據(jù)。此外,還可以修改系統(tǒng)參數(shù),系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)如圖1所示。

3 定位定向數(shù)據(jù)采集軟件實(shí)現(xiàn)

通過Visual C++可視化編程語言及其提供的多線程串口編程工具CSerialPort類,實(shí)現(xiàn)GPS接收機(jī)與計(jì)算機(jī)和慣導(dǎo)與計(jì)算機(jī)的串口通信。計(jì)算機(jī)與定位定向裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送采用異步串行傳送方式,串口通信協(xié)議為波特率9 600 bps,8個數(shù)據(jù)位,1個停止位,無奇偶校驗(yàn)。本文采用的GPS接收機(jī)的數(shù)據(jù)遵循NMEA 0183數(shù)據(jù)格式[3],采集程序只讀取GPRMC定位語句,其余的信息將被忽略。采用的慣導(dǎo)數(shù)據(jù)遵循某慣導(dǎo)自定義的報(bào)文格式,即“命令數(shù)據(jù)校驗(yàn)碼”。

在VC++6.0軟件環(huán)境下建立基于對話框的應(yīng)用程序,工程名為 test。

3.1 CSerialPort多線程串口通信編程

1)添加類文件。將類文件SerialPort.h和SerialPort.cpp復(fù)制到工程所在文件夾中,然后點(diǎn)擊VC++6.0菜單Project-＞Files…,再在打開的文件選擇對話框中選擇SerialPort.h和SerialPort.cpp,點(diǎn)擊OK,并在testDlg.h中包含頭文件Serial-Port.h。這樣就把類文件加入了當(dāng)前工程。

2)通過CSerialPort類完成串口操作。在主對話框頭文件testDlg.h中為兩個串口分別定義CSerialPort類對象 m_SerialPort[0]和 m_SerialPort[1],再定義兩個布爾變量m_PortOpened[0]和m_PortOpened[1]用來標(biāo)志串口是否打開。完成后繼續(xù)操作[2]:

①在頭文件testDlg.h中添加函數(shù)說明

CSerialPort類所有的消息均需要人工添加消息處理函數(shù),本文只需處理 WM_COMM_RXCHAR消息就可以了。處理函數(shù)名定義為On-Comm(),在testD lg.h中串口字符接收消息的響應(yīng)函數(shù):

3.2 接收緩沖區(qū)數(shù)據(jù)處理

定位定向數(shù)據(jù)通過串口處理模塊讀入系統(tǒng),對其進(jìn)行定時分析和處理,將新收到的符合協(xié)議要求的數(shù)據(jù)放人數(shù)據(jù)庫中。為此用SetTimer函數(shù)設(shè)置兩個定時器,分別按照GPS接收機(jī)和慣導(dǎo)的刷新頻率定時發(fā)送WM_TIMER消息,在OnTim er函數(shù)中響應(yīng)WM_TIM ER消息,處理數(shù)據(jù),退出系統(tǒng)時,調(diào)用K illTimer函數(shù)關(guān)閉定時器[4-5]。處理數(shù)據(jù)的方法是:

1)先分析GPS語句的結(jié)束標(biāo)志CR和LF以找出最新的GPS語句,再根據(jù)GPS數(shù)據(jù)格式規(guī)定的數(shù)據(jù)順序、位數(shù)以及數(shù)據(jù)分割符等特征提取各個字段。

2)分析慣導(dǎo)的語句格式,控制慣導(dǎo)并提取所需信息。

3)最后調(diào)用CDaoRecordSet類對象的AddNew方法將記錄存人數(shù)據(jù)庫。

代碼如下:

3.3 數(shù)據(jù)庫處理模塊

系統(tǒng)把接收到的定位定向數(shù)據(jù)保存在數(shù)據(jù)庫中,采用MFCDAO技術(shù)訪問數(shù)據(jù)庫。先調(diào)用CD-aoDatabase類對象的Open方法打開數(shù)據(jù)庫。然后調(diào)用CDaoRecordSet類對象的A ddNew、Edit等方法;對記錄進(jìn)行操作,最后調(diào)用Close方法關(guān)閉數(shù)據(jù)庫[6-7]。代碼如下:

4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

在Visual C++6.0軟件環(huán)境下,導(dǎo)航數(shù)據(jù)的采集界面采用以對話框?yàn)橹黝}的界面方案。在實(shí)驗(yàn)室,利用串口調(diào)試軟件發(fā)送符合NM EAO183協(xié)議的GPS數(shù)據(jù)和符合慣導(dǎo)報(bào)文格式的數(shù)據(jù)給數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。導(dǎo)航計(jì)算機(jī)依照GPS和慣導(dǎo)的通訊協(xié)議解析出自行火炮的導(dǎo)航數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采集界面顯示了GPS和慣導(dǎo)的原始定位定向數(shù)據(jù),GPS解析后的定位結(jié)果,慣導(dǎo)解析后的定位定向結(jié)果、高程及里程等信息。

5 結(jié) 論

本文介紹了在VC++環(huán)境下自行火炮定位定向數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)過程,采用CSerial-Port類進(jìn)行了多線程串口編程,并應(yīng)用MFCDAO技術(shù)進(jìn)行了Access數(shù)據(jù)庫編程,使訪問數(shù)據(jù)庫的效率大大提高,該方法具有編程效率高,程序可控性強(qiáng),擴(kuò)展性好,操作簡便等特點(diǎn),具有一定的推廣應(yīng)用價(jià)值。

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