基于VB.NET的辐射报警仪上位机管理软件设计(4)
3 串行通信
3.1 串口通信接口定义
串行总线是一种久远但目前仍常用的通信方式，早期的仪器、单片机、PLC等均使用串口是计算机进行通信，最初多用于数据通信上，但随着工业测控行业的发展，许多测量仪器都带有串口总线接口，因此了解掌握串口通信技术及其编程是非常有必要的。串行通信接口，按电气标准及协议来分包括：RS232、RS422、RS485，USB等。RS232、RS422与RS485标准只对接口的电气特性做出决定，不涉及插件、电缆或协议。
(1) 数据发送
通信的主要目的是将数据从一端发送到另一端，以实现数据的交换。计算机与设备间的数据交换，计算机与计算机间的数据传输都属于通信的范畴。 一个完整的通信系统包括发送端、接收端、转换数据的接口及发送数据的实际信道或媒质。一般情况下，发送与接收的节点称为DTE(Data Terminal Equipment，数据终端设备)。数据在到达正确目的地之前，可能需要经过一系列中间节点，它们负责数据的转送工作，以送达目的地，这些中间节点称为DSE(Data Switching Equipment，数据交换设备)。终端设备发送数据时，必须先将数据转换为电气信号，以便在线路上传递，而负责数据与电气信号转换的设备称为DCE(Data Communication Equipment，数据通信设备)。DTE与DCE间的数据传输线路通常使用RS232串行通信，而DCE与DSE间的媒质则包括了双绞线、同轴电缆、光纤或无线电等。
(2) 信号定义
在计算机内部的记录中所有的数据都是0与l，任何数据都是这两个数字的组合。所有电子仪器的基础均来自“开”、“关”两个状态的改变，可以将它们表示为0与l或表示为“高电位”、“低电位”，不管表示方法如何，目的在于造成“状态的改变”，将很多的0与l组合成一大串的数字序列后，就可以定义它们所代表的意义了。传输过程就是在传输线上不断地产生高低电位的变化，发送端造成传输线上的电位变化，而接收端则是解读此高低电位变化而还原出原始的信息。
3.2 串行通信协议
在串行通信过程中，数据和联络信号是使用同一根信号线来传送的，所以收发双方必须考虑解决以下问题：
(1) 双方约定以何种速率进行数据的发送和接收（波特率）；
(2) 约定采用何种数据格式（帧格式），如果包含控制信息，那么它的定义是什么；
(3) 接收方如何得知一批数据的开始和结束(帧同步)；
(4) 接收方如何从位流中正确地采样到位数据(位同步)；
(5) 接收方如何判断收到数据的正确性(数据校验)；
(6) 收发出错时如何进行处理。
显然，收发双方必须遵守一些共同的通信协议(或称为通信控制规程)，才能解决以上问题。
此辐射报警仪的通信协议是JB5000PLUS上位机通讯协议。此协议用于描述JB5000PLUS仪器向上位机程序发送数据的结构、作用和意义。该协议具体内容如下:
(1) 硬件连线
JB5000PLUSS仪器通过TTL电平的异步串行口向上位机发送数据。
波特率：9600
校验位：无
数据位：8
停止位：1
(2) 指令包
结构 包头 数据1 数据2 包尾
字节数 1 1 2 1
值 S S1 S2 F
表示 值 意义
S1 模式 2 当前为剂量率测量模式
3 当前为辐射浓度测量模式