范忠奇 朱宏嘉 王婷 徐小軍 譚婷婷 江蘇遠(yuǎn)望神州軟件有限公司

船舶電子設(shè)備串口數(shù)據(jù)的軟件共享方法

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提出一個(gè)技術(shù)方案，以解決船舶電子設(shè)備串口數(shù)據(jù)的共享問題。利用自行研發(fā)的軟件，配以成對(duì)的虛擬串口，使得多個(gè)虛擬串口都能夠接收到一個(gè)物理串口傳來的數(shù)據(jù)。既不用更改已有的軟件系統(tǒng)，也方便了新的軟件系統(tǒng)的開發(fā)。提高了諸多軟件間的協(xié)同配合，提升工作效率。

串口 數(shù)據(jù)共享 串口轉(zhuǎn)發(fā) 虛擬串口

串口通信在船舶中的計(jì)算機(jī)設(shè)備或是其它外部的電子設(shè)備中使用十分廣泛，也是非常常見的一種通信方式。它的優(yōu)勢主要在于使用方式簡單，也很通用，數(shù)據(jù)傳輸十分可靠。目前在市場上，有各種各樣的計(jì)算機(jī)編程語言，并且這些軟件做的都已經(jīng)十分成熟，也基本都能夠支持串口通信，并配有相應(yīng)的應(yīng)用程序以及調(diào)試軟件。

在現(xiàn)代船舶的中，配備了非常多的采用串口通信的設(shè)備，主要包括：導(dǎo)航、自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)，探測儀、各種監(jiān)測器，這些設(shè)備多用于導(dǎo)航和安全領(lǐng)域。它們的系統(tǒng)對(duì)外接口基本都是一對(duì)一的，即同一個(gè)應(yīng)用程序只能訪問和使用一個(gè)串口，這在實(shí)際操作中會(huì)有很多的不便。因?yàn)楹芏鄷r(shí)候，船舶上的計(jì)算機(jī)都會(huì)同時(shí)運(yùn)行多個(gè)系統(tǒng)軟件，這些軟件需要通過數(shù)據(jù)共享來實(shí)現(xiàn)它們的作用，一般來說，會(huì)通過硬件來解決這個(gè)問題，比如采用復(fù)制電氣信號(hào)的方法，但也不是特別的方便。

對(duì)此，現(xiàn)提出一種全軟件的共享串口的方案，通過自主開發(fā)的軟件以及虛擬串口來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，可以使一臺(tái)計(jì)算機(jī)的多系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享，更可以使多臺(tái)計(jì)算機(jī)之間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的交互。

1 該數(shù)據(jù)共享方法的工作原理

這種全新的數(shù)據(jù)共享方法，使用虛擬串口的技術(shù)，對(duì)軟件系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)，從而將一個(gè)串口上的數(shù)據(jù)發(fā)布到不同的虛擬串口上面。虛擬串口從效果上來講，等同于普通的物理串口，我們所使用的軟件，可以通過常規(guī)的方法讀取虛擬串口上的數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)的共享。

在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上，串口轉(zhuǎn)發(fā)軟件單獨(dú)訪問并且監(jiān)聽物理串口，將從物理串口上讀到的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)給不同的虛擬串口，然后使用應(yīng)用軟件對(duì)與之相配的串口進(jìn)行監(jiān)聽，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的同步。

在兩臺(tái)計(jì)算機(jī)之間，第一臺(tái)計(jì)算機(jī)上的串口轉(zhuǎn)發(fā)軟件對(duì)其物理串口進(jìn)行監(jiān)聽，將讀取的數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)的方式轉(zhuǎn)發(fā)到第二臺(tái)計(jì)算機(jī)的串口轉(zhuǎn)發(fā)軟件上，從而轉(zhuǎn)發(fā)到與第二臺(tái)計(jì)算機(jī)配對(duì)的串口上，這樣就實(shí)現(xiàn)了將第一臺(tái)計(jì)算機(jī)上的數(shù)據(jù)，在第二臺(tái)計(jì)算機(jī)上面進(jìn)行多應(yīng)用的共享。

虛擬串口非常的便捷，可以支持各種軟件工具創(chuàng)建，并且能夠很好的進(jìn)行連接。常見的軟件有這樣幾種：VSPDSerialNull、VSPM等。當(dāng)然，串口轉(zhuǎn)發(fā)軟件需要進(jìn)行一定程度的自主開發(fā)，以便適用于所需的領(lǐng)域。

下面簡單介紹一下單機(jī)和雙機(jī)模式的流程：

單機(jī)：開始——配置串口工作參數(shù)——串口轉(zhuǎn)發(fā)軟件連接物理串口——串口轉(zhuǎn)發(fā)軟件連接單邊虛擬串口——串口轉(zhuǎn)發(fā)軟件監(jiān)聽物理串口——串口轉(zhuǎn)發(fā)軟件轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)到單邊虛擬串口（監(jiān)聽和傳輸?shù)膭?dòng)作始終在循環(huán)進(jìn)行）；

雙機(jī)：在單機(jī)的模式上增加了兩臺(tái)計(jì)算機(jī)間的聯(lián)系，將第一臺(tái)計(jì)算機(jī)所監(jiān)聽的數(shù)據(jù)，通過網(wǎng)絡(luò)傳遞給第二臺(tái)計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)共享。

2 如何實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)

該系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)采用CJHJ語言來進(jìn)行開發(fā)。需要對(duì)本機(jī)的轉(zhuǎn)發(fā)以及雙機(jī)的交互進(jìn)行具體參數(shù)的配置，信息的儲(chǔ)存成windows系統(tǒng)中的ini格式的文件。

寫入內(nèi)容如下：

單機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)：

其中：監(jiān)聽物理串口是輸入端口，轉(zhuǎn)發(fā)目標(biāo)的虛擬端口為輸出端口，供另一臺(tái)計(jì)算機(jī)讀取數(shù)據(jù)的端口地址為網(wǎng)絡(luò)端口，具有物理串口的計(jì)算機(jī)網(wǎng)址為輸入地址。輸出參數(shù)的四個(gè)1是指：波特率、停止位、奇偶校驗(yàn)、數(shù)據(jù)位。參數(shù)的數(shù)據(jù)是可選擇的，但也是確定的，為了避免輸入別的數(shù)值，設(shè)定串口參數(shù)的時(shí)候選擇了數(shù)字序號(hào)來做。

為了使串口轉(zhuǎn)發(fā)軟件方便快捷的實(shí)現(xiàn)單一計(jì)算機(jī)和多臺(tái)計(jì)算機(jī)的串口應(yīng)用數(shù)據(jù)共享，這里所說的串口轉(zhuǎn)發(fā)軟件是一種通用的串口數(shù)據(jù)，并可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)交互和共享。

3 結(jié)語

對(duì)于一直存在的船舶串口接入的電子設(shè)備數(shù)據(jù)共享的問題，從技術(shù)的角度出發(fā)，提出一種解決方案。自行開發(fā)了一種串口轉(zhuǎn)發(fā)軟件，配以成對(duì)的虛擬串口，將一個(gè)物理串口上的數(shù)據(jù)在多個(gè)虛擬串口上面共享，然后對(duì)共享的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的讀取。這種技術(shù)不限于一臺(tái)計(jì)算機(jī)，而且可以對(duì)多臺(tái)計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)共享。這種技術(shù)，可以有效的避免對(duì)已有的軟件系統(tǒng)進(jìn)行二次開發(fā)，同時(shí)使船舶計(jì)算機(jī)不同軟件間的協(xié)同有很大的促進(jìn)作用，讓它們能夠更好的發(fā)揮自己的作用，從而提升船舶數(shù)據(jù)的共享和船舶本身的運(yùn)營水平。

[1]代海鵬.船舶導(dǎo)航雷達(dá)顯控軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].重慶郵電大學(xué),2016.3(5):123-123

[2]王建濤,賈立校.船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)中的模型及數(shù)據(jù)接口研究[J].艦船科學(xué)技術(shù),2016.12(24):1-3