用于机动车路考系统的车载通讯系统研究

3.1.2 自由口通讯协议格式
（1）数据方向：PC104 至PLC


注：
0xXX：数字范围0x01~0x0C（12 个子项目）；
0xYY：启动0xAA；停止0x00；
0xZZ：0xFD（结束字符）；
BBC 校验码：项目号码和控制位数据字节数的异或和。
（2）数据方向：PLC 到PC104
数据格式：16 进制


注：
0xXX：数字范围0x01~0x0C（12 个子项目）；
0xYY：自定义的评判标准（自编码）；
0xZZ：0xFF（结束字符）；
BBC 校验码：项目号码和扣分项目数据字节数的异或和。
3.1.3 PLC 程序设计
PLC 选择自由口通信模式，通过自由口发送指令XMT 和接收指令RCV，或接收字符中断结合自定义通信协议编程程序控制通信口操作，通信参数由特殊寄存器SMB30 各个位配置。S7-200 PLC 第一次扫描时先执行初始化子程序，对端口的RCV 指令的初始化，初始化完成后，运行RCV 指令使端口处于接收状态，PLC 每接收到一条指令都会发送一条反馈信息，当反反馈信息发送完成后，会产生中断，由于篇幅所限，整个程序仅画出图3 所示的PLC 程序框图。


其中初始化子程序主要完成通信端口设置、开始字符和结束字符的定义、高速计数器设置、接收和发送中断的初始化等。校验解析子程序主要完成对接收指令的校验和解析判断各个考试子项目编号，以便启动相应的项目子程序。项目子程序主要根据指令启动相应的子项目程序，完成该项目各种传感信号的判定与处理。
3.2 上位机软件开发
上位机控制程序的核心是人机交互、串口数据采集、处理、显示和远程数据通讯（控制中心和场地基站的通讯）。 因此在编制PC 服务器程序过程中，服务器的操作系统采用用户熟悉的操作系统，如WindowsＸＰ等，并使用VC 高级编程语言开发应用程序。采用面向对象方法技术开发上位机软件，主要使用案例为数据采集、处理、传输、显示几个部分。
（1）数据采集
系统在工作过程中需要采集GPS 串口数据和传感器组信号。GPS 数据为地标定位，主要用于检测、标定项目位置和行车轨迹，判断行车是否进入某个考试项目，以便对该项目的整个考试情况进行记录。采集传感器组信号包括车内的传感信号和基站的传感信号。这些传感信号为了反映考车的基本工作状态以便进行相应的处理。
在串行数据采集中，上位机所接收的数据往往是异步的、突发性的。在采集模块程序中引入多线程，即创建专门的通信线程实现对串口的访问，这种方法可以有效地克服串口
通信中的停滞和反应不及时现象。本文具体实现时采用由界面交互的主线程和对串口进行处理的后台辅助线程组成。主线程负责数据采集，用来初始化串口，自定义通信事件消息，创建、删除辅助线程及协调各线程的运行。后台辅助线程是串口数据采集的核心，包括串口监视线程、接收线程和数据处理线程三种线程。监视线程在后台对串口进行实时监视，当监视到预定义的消息时，立即调用接收线程自动接收数据并触发数据处理线程，数据处
理线程处理完数据后通知主线程保存处理的数据，然后继续对串口进行监视，这样即保证了采集数据的实时性，又避免了资源的浪费。
（2）数据处理
提取的GPS 串口数据进行分离，得到GPS 定位的基本信息，包括经、纬度，时间等，用于检测、标定项目位置和考车轨迹。提取的传感信号状态信息用于根据考试规则进行判分。
（3）数据传输
把提取到的GPS 定位信息分离后通过无线网络传给考试监控中心，以便考试监控中心对考车考试过程进行监控。数据传输还包括考生、考官基本信息上传，考试过程状态信息上传，考试成绩上传等。
（4）数据显示
动态显示整个考试过程的状态信息和考试成绩，在界面上显示同时，用语音方式提示。
4 结束语：
车载智能通讯系统是整个机动车驾驶人道路考试系统的动力源泉，保证了整个系统的正常运转，因此，确保通讯的稳定、可靠性是至关重要的。经实际调试的改进，系统运行良好，已成功投入到驾校和车管所的使用过程中，取得了良好的经济效益和社会效益。
本文作者创新点：提出一种用于机动车驾驶人路考系统的车载通讯系统的软、硬件设计方案；主要论述了车载通讯系统应该具备的基本要求；车载通讯系统的硬件结构设计及功能；给出基于PLC 自由口通讯的一种编程思路和基于多线程的数据采集方法。
参考文献
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