基于java串口通信的具體應(yīng)用畢業(yè)設(shè)計開題報告

1、 畢業(yè)設(shè)計開題報告班 級：學(xué) 號：姓 名：學(xué) 院：專 業(yè)：設(shè) 計 題 目：串口通信的具體應(yīng)用指導(dǎo)教師: 畢 業(yè) 設(shè) 計 開 題 報 告1結(jié)合畢業(yè)設(shè)計情況，根據(jù)所查閱的文獻資料，撰寫2000字左右的文獻綜述：文 獻 綜 述一、本課題的研究背景及意義 隨著計算機系統(tǒng)的應(yīng)用和計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，通信功能越來越重要。這里所說的通信是指計算機與外界的信息交換。因此，通信既包括計算機與外部設(shè)備之間，也包括計算機與計算機之間的信息交換。串口是計算機上一種非常通用設(shè)備通信的協(xié)議。大多數(shù)計算機包含兩個基于rs232的串口。串口同時也是儀器儀表設(shè)備通用的通信協(xié)議。很多gpib兼容的設(shè)備也帶有rs-232的串口，同時

2、，串口通信協(xié)議也可以用于獲取遠程采集設(shè)備的數(shù)據(jù)。所以針對不同的通信要求和系統(tǒng)環(huán)境，采用不同編程語言實現(xiàn)串口通信具有一定的實用價值。二、本課題國內(nèi)外研究現(xiàn)狀rs-232-c（又稱eia rs-232-c，以下簡稱rs-232）是在1970年由美國電子工業(yè)協(xié)會（eia）聯(lián)合貝爾系統(tǒng)，調(diào)制解調(diào)器廠家及計算機終端生產(chǎn)廠家共同制定的用于串行通訊的標準，也是目前最常用的串行接口標準。rs-232串行接口總線使用范圍因為通信設(shè)備之間距離不大于15m，傳輸速率最大為20kb/s。串行通信在發(fā)送時，把cpu送來的并行碼轉(zhuǎn)換成串行碼，逐位依次發(fā)送出去；在接受時，把發(fā)送過來的串行碼逐位接受，組裝成并行碼，并行的發(fā)送

3、給cpu去處理。這種串行到并行的轉(zhuǎn)換功能當然可以用軟件來實現(xiàn)，但是這樣會占用cpu，所以常用硬件電路來實現(xiàn)這一功能，這種硬件電路叫做串行通信接口，即串口。rs-232是一個全雙工的通訊協(xié)議，它可以同時進行數(shù)據(jù)接收和發(fā)送的工作2。由于串行通信是在一根傳輸線上一位一位的傳送信息,所用的傳輸線少,并且可以借助現(xiàn)成的電話網(wǎng)進行信息傳送,因此,特別適合于遠距離傳輸3。對于那些與計算機相距不遠的人機交換設(shè)備和串行存儲的外部設(shè)備如終端、打印機、邏輯分析儀、磁盤等,采用串行方式交換數(shù)據(jù)也很普遍.在實時控制和管理方面,采用多臺微機處理機組成分級分布控制系統(tǒng)中,各cpu之間的通信一般都是串行方式。所以串行接口是微

4、機應(yīng)用系統(tǒng)常用的接口。三、本課題相關(guān)理論綜述3.1、java語言java是一種簡單易用、完全面向?qū)ο蟆⒂衅脚_無關(guān)性、安全可靠的、主要面向internet的開發(fā)工具。java自從1995年正式問世以來，它的速度發(fā)展已經(jīng)讓整個web世界發(fā)生了翻天覆地的變化。隨著java servlet、 java server page(jsp)技術(shù)的推出，更是讓java成為基于internet從遠端服務(wù)器傳輸?shù)奖镜貦C上并執(zhí)行的一種語言：是一種應(yīng)用程序提供者不需要知道使用者的計算機硬件與軟件環(huán)境的語言。比爾蓋茨說過：java是最卓越的程序設(shè)計語言5。java自從問世以來，技術(shù)和應(yīng)用發(fā)展非?？?，在計算機、移動電話、

5、家用電話等領(lǐng)域中無一沒有java技術(shù)的存在。在internet上，幾乎每個網(wǎng)頁都包含java程序或代碼。由于java的廣泛應(yīng)用，使它受到了史無前例的關(guān)注，java是一種internet編程語言，java還曾是網(wǎng)絡(luò)動畫技術(shù)的代名詞，java虛擬機更是讓人耳目一新，java簡單易學(xué)，跨平臺而又不失強大功能6。相比其他語言，java技術(shù)平臺具有鮮明的優(yōu)越性。從最初構(gòu)造java平臺開始，就考慮了安全性的問題，即其安全性是建立在java平臺的內(nèi)核中的。其他的語言只是在軟件開發(fā)時才由用戶自行處理安全問題，難免會有安全漏洞。其次，對于程序員來說，java語言比以往其他的任何一門語言都好用，原因在于：java

6、有自動回收垃圾的功能，java增加了對象和變量的強制類型檢查，java還取消了指針7。時至今日，java仍然在一步步地朝著遠大的夢想而邁進，顯而易見的成果便是在國際互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，如今常見的瀏覽器也都全面支持java applet以及衍生出來的javascript語言等，而市面上可見的操作系統(tǒng)，也利用java的跨平臺特性來開發(fā)，包括windows系統(tǒng)、各類unix和linux、mac等操作系統(tǒng)，都可以看到j(luò)ava的綜述。這一切都充分說明了java在計算機語言大家庭中的地位，java對internet編程的影響就如同c語言對系統(tǒng)編程的影響一樣。3.2、系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫連接jdbc技術(shù)是java data

7、base connectivity的縮寫，它是sun公司提供的一種支持基本sql功能的通用的應(yīng)用程序接口(application programming interface)。它由一組用java語言編寫的類和接口組成。通過這些類和接口，程序開發(fā)人員可以在java語言中方便地建立與數(shù)據(jù)庫的鏈接，通過執(zhí)行相應(yīng)sql語句，完成對不同數(shù)據(jù)庫的訪問。因此，開發(fā)人員使用jdbc api可以不必編寫一個應(yīng)用程序來訪問sybase數(shù)據(jù)庫，又另外編寫一個應(yīng)用程序去訪問oracle數(shù)據(jù)庫，再寫一個應(yīng)用程序訪問microsoft的sql server。不但如此，使用java語言編寫的應(yīng)用程序可以在任何支持java的

8、平臺上運行，不必在不同的平臺上開發(fā)不同的應(yīng)用程序。簡單地說，jdbc能完成下列三件事：（1）同一個數(shù)據(jù)庫建立連接；（2）向數(shù)據(jù)庫建立連接；（3）處理數(shù)據(jù)庫返回的結(jié)果。四、作者的觀點和主要思路嵌入式系統(tǒng)或傳感器網(wǎng)絡(luò)的很多應(yīng)用都需要通過pc機與嵌入式設(shè)備或傳感器節(jié)點進行通信。其中，最常用的接口就是rs-232串口。串口通信可以是上位機與下位機之間的直接串口通信，也可以是在串口上連接無線通信模塊，通過串口進行無線通信。rs-232-c是在1970年由美國電子工業(yè)協(xié)會（eia）聯(lián)合貝爾系統(tǒng)、調(diào)制解調(diào)器廠家及計算機終端生產(chǎn)廠家共同制定的用于串行通信的標準。rs-232是一個全雙工的通信協(xié)議，它可以同時進

9、行數(shù)據(jù)接收和發(fā)送的工作。java實現(xiàn)串口通信的編程方式通常采用sun發(fā)布的串口通信api，它是以獨立jar包形式提供的一個標準擴展。其中包含3個文件：comm.jar提供了通信用的java api；win32com.dll提供了串口通信的本地驅(qū)動接口；jperties是這個驅(qū)動的類配置文件。java讀寫串口過程主要是調(diào)用jm包中的api函數(shù)。在jm包中，串口的讀寫操作是數(shù)據(jù)流形式，串口初始化后，通過commport類getinputstream和getoutputstream方法即可分別取得端口的輸入流和輸出流。串口通信應(yīng)用程序有兩種模式：一種是實現(xiàn)serialporteventli

10、stener接口，通過監(jiān)聽串口事件并作相應(yīng)處理；另一種就是建立一個獨立的接收線程負責(zé)數(shù)據(jù)的接收。本文采用的是后一種方式。本文的串口通信是上位工控機與下位單片機之間的通信。工控機通過觸摸屏方式來使用系統(tǒng)，下位單片機連接絕緣檢測筆實現(xiàn)絕緣電阻的檢測，并將檢測過程的結(jié)果發(fā)送給上位機。本文僅介紹主機方的java串口通信編程處理技術(shù)，如圖1所示的虛線上方部分，包含消息接收線程、swing事件驅(qū)動應(yīng)用界面、消息緩沖區(qū)、消息分析處理程序。其中：在圖形應(yīng)用界面中通過用戶的操作來觸發(fā)事件實現(xiàn)與單片機的通信；主機通過串口向單片機發(fā)送啟動檢測的消息；單片機在收到消息后，將啟動檢測，并將傳感器獲取的數(shù)據(jù)通過串口發(fā)送給

11、主機作為響應(yīng)；數(shù)據(jù)接收線程將收到的數(shù)據(jù)放到一個緩存中；消息分析處理程序從緩存中獲取數(shù)據(jù)并進行分析處理。主機和單片機間每次通信傳送1 b。參考文獻：1 鄔賀銓.串行通信的發(fā)展趨勢，未來五到十年網(wǎng)絡(luò)通信發(fā)展趨勢j.天涯社區(qū)，2010年1月6號2 周國華，唐士生.基于java串行通信研究j.天涯社區(qū)，2010年1月6號3 陳步云同志強，王兵單片機的多機系統(tǒng)與pc機的rs-232串口通信.空軍裝備研究院，2008年增刊.4 王偉鄭金奎mcs_51單片機主從式多機系統(tǒng)實時通訊的實現(xiàn).西南自動化研究所，2008年第3期.5張傳新徐少杰pc機與mcs_51單片機主從多機通信控制程序的研究.伊圖里河分局研究所

12、，鐵路計算機應(yīng)用第5卷第2期.6何曉紅譚兵pc機與多臺單片機的遠距離多機通信.重慶交通學(xué)院信息中心，電子技術(shù)應(yīng)用，2007年第12期.7peterw.goftonmasteringserialcommunications.8 王小明，鄧建明.基于java的串口通信應(yīng)用編程.北京：北京郵電大學(xué)出版社,2008.59 辛立偉，張帆.java從初學(xué)到精通.北京：電子工業(yè)出版社，2010.510 孫衛(wèi)琴.java網(wǎng)絡(luò)編程精解.北京：電子工業(yè)出版社，2007.1011 耿祥義，張躍平.java2實用教程.北京:清華大學(xué)出版社，2006.112 畢廣吉.java程序設(shè)計實例教程m.北京：冶金工業(yè)出版社，2

13、010.713 王保羅.java面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計m.北京：清華大學(xué)出版社，2007年14 劉騰紅，孫細明.信息系統(tǒng)分析與設(shè)計.北京：科學(xué)出版社，2006.615 徹底研究java.北京：電子工業(yè)出版社，2006年 畢 業(yè) 設(shè) 計 開 題 報 告本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）：一、本課題要研究或解決的問題介紹了java實現(xiàn)串口通信編程的技術(shù)處理。著重就串口通信的連接、數(shù)據(jù)緩沖區(qū)資源的多線程訪問控制以及數(shù)據(jù)讀取中的超時控制等問題進行了詳細討論，有效地實現(xiàn)了主機與下位單片機之間的數(shù)據(jù)傳遞。該通信方式已用于基于工控機的絕緣電阻檢測應(yīng)用中。二、擬采用的研究手段由于java語言的諸多優(yōu)點，java得到了廣泛的應(yīng)用，如今利用java開發(fā)通訊已相當成熟，實現(xiàn)簡單，可移植性強。該系統(tǒng)設(shè)計主要解決如何配置開發(fā)環(huán)境以及使用java串口api函數(shù)編寫pc機程序。對于程序開發(fā)，主要