基于Java的串口通信

第３０卷第２期２００７年４月

电子器件

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ＥＥＡｏＣ：６２１０Ｌ

基于Ｊａｖａ的串口通信

李良，朱善安

（浙江大学电气工程学院，杭州３１００２７）

摘要：为实现计算机与外围数据源设备的自由通信，能耗监控系统采用了串口通信的方式，丽Ｊａｖａ对开发该系统具有其独特的优势．系统在Ｊｍ程序中使用ｃｏｎｍｊａｒ开发包通过Ｒ§２３２串口收发数据，并与基于Ｒｓ４８５总线的设备进行数据通

信．多线程技术在串口通讯中的运用，使得应用程序能同时执行不向的任务，提高了资源的利用率和系统的整体性能．

关键词：串口通信，Ｊａｖａ；Ｒ｝４８５总线；黜Ｊａｒ开发包；多线程

中图分类号：Ⅱ，３１１文献标识码：Ａ文章编号：１０惦－９４如（２００７）哪７１枷３本文介绍的是为设备能耗等进行实时监控的系程地监控维护

统．该控制系统通过串行通信口与电能表的数据交

换与处理，实现对用电设备的监控．杭州西子仪表公

司的三相四线电能表，可选配Ｒ孓４８５通信接口方

便地实现与服务器的通信．Ｊａｖａ程序语言具有面向

对象、平台无关、多线程、安全等特性，是一种跨平

台、适合于分布式计算环境的面向对象的编程语言．

因此，用Ｊａｖａ程序语言实现串口通信具有很强的实

用意义．

１系统的结构

该监控系统的物理拓扑结构为Ｂ／ｓ／ｃ模式，如１．１客户端

图ｌ所示，即客户端（或者浏览器）＋服务器＋控制客户端通过ｗｅｂ浏览器下载一种能嵌在网页

端模式．用户可在任何时间地点联入Ｉｎｔｅｒｎｅｔ，通过

中运行的Ｊａｖａ小应用程序ⅢＡｐｐｌｅｔ与服务器遁ｗｅｂ浏览器访问系统，连接服务器对各设备进行远讯．客户端的基本功能包括：显示图形用户界面

收稿日期：２００６一０４—２６

作者简介：李良（１９８２－），女，硕士研究生，研究方向为远程设备以及网络实验室的状态监控，ｎ乳ｎａｒｄ龉惜＠ｙａ｝∞．００ｍｍ

第２期李良，朱善安：基于Ｊａｖａ的串口通信７１５

（ＧＵ）、连接服务器端、发送设置参数或者指令及显示数据和结果等．

１．２服务器端

服务器端采用ＳＱＬｓｅｒｖｅｒ２０００数据库，连接客户端和控制端，记录各项数据．

１．３控制端

控制端采用简单、成熟且稳定的４８５总线，对传感器——三相四线制电能表的数据进行采集，并上传到服务器的数据库上．

２串行通信接口

系统控制端的电能表支持Ｒ孓４８５总线协议，而工控机上的ＣＯＭ口为Ｒ§２３２串行通信端口［２１．为使数据侦听能够进行，工控机需要通过２３２转４８５模块将２３２信号转换成４８５信号发出．服务器和仪表之间的硬件连接如图２所示．

图２Ｒ§４８５总线连接

２．１Ｒ孓２３２

ＲＳ２３２是目前最常用的一种串行通讯接口，被定义为一种在低速率串行通讯中增加通讯距离的单端标准Ｒ§２３２串行通信端口是每台计算机上的常规配备，通常有Ｃ⑨ｍ和００阮两个端口，最大传输距离在５０ｍ左右，在总线上只允．许连接１个收发器．

２．２Ｒ§４８５

针对Ｉ己§２３２的不足，出现了一些如Ｒ§４８５的新的接口标准．Ｉ§４８５接口总线速度快（最大１０Ｍｂｙｔｅ／ｓ），传送距离远（９０Ｋｂｙｔｅ／ｓ下可传１２００ｍ），以差分平衡方式传输信号，具有很强的抗共模干扰能力，在总线上允许连接多达１２８个收发器，这样用户可以利用单一的ｆ＆４８５接口方便地建立起设备网络，上述优点使其成为首选的串行接口．因为ＲＳ４８５接口组成的半双工网络，一般只需二根连线，所以Ｉ毛§４８５接口均采用屏蔽双绞线传输．

３Ｊａｖａ与ＣＯＭ口的串口通讯

３．１Ｊａｖａ与ｃ０删【１１．ｊａｒ开发包

Ｓｕｎ的Ｊ２ＳＥ中没有直接提供串行通讯协议的开发包，而是以独立的ｊａｒ包形式发布在ｊａｖａ．ｓｕＩＬｃｏｍ网站上—一即ｃｏｍｍｊａｒ，称之为Ｊａｖａ（ｔｍ）Ｃｏｍ删】１１ｉｃａｔｉｏｎｓＡＰＩ，它是Ｊ２ＳＥ的标准扩展．Ｃｏ删ｎｊａｒ提供了对Ｒ孓２３２串行端口通讯的支持，Ｊａｖａ通过该类库能够极大地简化对串口的操作过程．与ｃｏｍ札ｊａｒ开发包一起的还有两个重要的文件，而ｎ３２ｃＯｔｌｌ．ｄｎ和ｊａｖａｘｃＯｍＩＩＬｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ．ｃｏｍｍ．ｊａｒ提供了通讯用的ｊａｖａＡＰＩ，ｗｉｎ３２ｃｏ矾ｄｌｌ提供了供ｃｏｍｍ．ｊａｒ调用的本地驱动接口，ｊａｖａｘｃｏｍｍ．ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ是这个驱动的类配置文件［３］．Ｊａｖａ读写串口过程主要是调用Ｊａｖａｘｃｏｍｍ包中的ｃｏｍｍＡＰＩ函数．在Ｊａｖａｘｃｏｍｍ包中串口的输人输出操作是数据流形式，在初始化串口波特率和数据位的同时，将输入输出流和该串口建立一个映射，串口的输入输出操作就直接反映在输人流和输出流上．通过ＣｏｍｍＰｏｒｔ类的ｇｅｔＩｎｐｕｔＳｔｒｅ锄（）和ｇｅｔＯｕｔｐｕｔＳｔｒｅａｍ（）方法即可分别取得端口的输人流和输出流．

３．２串口通讯的软件实现

串口写数据的流程图如图３所示．打开串口并对其初始化，就可以向定义的串口数据流写数据了．固恒Ｍ翌悃

图３向串口写数据流程图

串口读写的软件实现如下所示：

／＊打开串口并对其初始化的程序＊／

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ｓｅ血１Ｐ０ｒｔ＝（ｓｅ血１Ｐｏｎ）ｐｏｒｔＩｄＬｏｐ朗（

”ｓｅｒｉａ】Ｃ（脚ｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ”，２０００）；

ｓｅｒｉａｌＰｏｎ．ｓｅｔＳｅｒｉａｌＰｏｒｔＰａｒａｍｓ（

１２００，／／波特率１２００

Ｓ耐ａｌＩ）０ｎ．ＤＡＴＡＢｒｒｓ８，／／数据位８位

ｓｅｒｉａｌＰ０儿ｓ１、ｏＰＢｒｒｓ１，／／数据停止位１位

Ｓｅ血ｌＰ０ｎ．ＰＡＲＩＴＹ＿Ｅ、，ＥＮ／／校验位１位

）；

）

／＊从端口中读取数据＊／

ｈｌｐｌｌｔＳ缸镏ｍｉ珥斌＝ｓｅｒｉａｌＰｃ）ｎｇｅｔｈｌｐｌｌｔｓ瞰拼ｎ（）；

ｈＩｐｕｔ．ｒｅａｄ（…）；

／＊往端口中写数据＊／

（）印ＩＩｔｓｈ瑚ｍｉＩ】ｐｕｔ＝鲫［ｉａｌＲ眈薛ｏＩｔｐｌ鹉缸倒《）；

０ｕｔｐｕｔ．ｗｄｔｅ（…）；

４电表通讯

４．１电表通讯规约及原理

杭州西子仪表公司的两款电能表，支持ＲＳ４８５