2） 當連接建立后，就可以在這條連接上進行數(shù)據(jù)收發(fā)。使用SEND命令幀控制MC35發(fā)送數(shù)據(jù)，發(fā)送時要指定連接號（由本地端口、目的IP地址和端口唯一確定）。

3） 數(shù)據(jù)發(fā)送完成后不再需要這條連接時，就可以把連接掛斷。

在這里我們采用在MSP430F448中軟件嵌入TCP/IP協(xié)議棧uIP的方法來實現(xiàn)TCP/IP協(xié)議。uIP是一種免費公開源代碼的小型TCP／IP協(xié)議棧，專門為8位和16位MCU編寫。uIP完全是用C語言編寫，它采用了一個事件驅(qū)動接口，通過調(diào)用應(yīng)用程序響應(yīng)事件。uIP的源代碼只有幾KB，RAM占用僅幾百字節(jié)，但uIP實現(xiàn)了TCP/IP協(xié)議集的四個基本協(xié)議:ARP地址解析協(xié)議，IP網(wǎng)際互聯(lián)協(xié)議，ICMP網(wǎng)絡(luò)控制報文協(xié)議和TCP傳輸控制協(xié)議。用戶可以方便的調(diào)用接口函數(shù)來實現(xiàn)TCP/IP協(xié)議。

uIP與系統(tǒng)底層的接口包括與設(shè)備驅(qū)動的接口和系統(tǒng)定時器的接口兩類。在程序的主循環(huán)中，底層接口程序循環(huán)檢查是否收到數(shù)據(jù)包和周期定時器是否超時溢出。TCP/IP協(xié)議程序中主控環(huán)程序流程如圖3所示。

圖3 TCP/IP協(xié)議中程序主流程

uIP通過函數(shù)uip_input()和全局變量uip_buf、uip_len來實現(xiàn)與設(shè)備驅(qū)動的接口，收發(fā)IP數(shù)據(jù)包時觸發(fā)應(yīng)用程序接口事件。應(yīng)用程序事件1主要是對數(shù)據(jù)包的處理：當數(shù)據(jù)來自MCU時則進行TCP/IP打包然后送GPRS模塊發(fā)送到Internet網(wǎng)絡(luò)；當收到來自GPRS模塊的數(shù)據(jù)時則進行相應(yīng)的解包處理，抽出數(shù)據(jù)，按發(fā)送前的順序還原，并加以校驗，若發(fā)現(xiàn)錯誤，TCP/IP棧會要求重發(fā)，然后將數(shù)據(jù)通過串口送控制器。uIP協(xié)議棧提供了一系列接口函數(shù)供用戶程序調(diào)用，這使得我們不需要了解數(shù)據(jù)的具體處理過程，只需要調(diào)用相應(yīng)的接口函數(shù)把數(shù)據(jù)送上層應(yīng)用程序即可。

系統(tǒng)定時器使用msp430f448的16位定時器Timer_B作為時鐘基準，定時周期設(shè)為1s。定時器主要用于處理數(shù)據(jù)傳輸錯誤重發(fā)、應(yīng)答延時、往返時間（RTT）估計等。應(yīng)用程序事件2主要是對定時器超時事件的處理：當TCP連接建立時，uIP周期性調(diào)用函數(shù)uip_periodic()來驅(qū)動TCP/IP協(xié)議定時器和重發(fā)事件。當數(shù)據(jù)發(fā)送后，轉(zhuǎn)發(fā)定時器進行減計數(shù)，如果在一個定時器周期內(nèi)沒收到接收端的確認(ACK)消息，發(fā)送端就認為這個數(shù)據(jù)丟失置標志位，應(yīng)用程序檢查標志則產(chǎn)生上次發(fā)送的數(shù)據(jù)并重發(fā)。

為保證無功補償控制的實時性要求，對于對方主動發(fā)起TCP連接、對方發(fā)來數(shù)據(jù)、對方主動釋放TCP連接、GPRS斷線和重連成功等事件都可以通過中斷通知給F448單片機，以便單片機進行相應(yīng)處理和操作。對于這些事件必須及時進行處理，以便及時反映通信情況，并且避免相關(guān)的事件緩沖區(qū)和數(shù)據(jù)緩沖區(qū)溢出。由于電力系統(tǒng)無功補償測控終端一般都安裝野外環(huán)境中，地點偏遠，無人值守，設(shè)備必須能夠在特殊的環(huán)境下長期、穩(wěn)定工作。因此在軟件上設(shè)定系統(tǒng)具有自動撥號、斷線重撥功能。在GPRS網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)不穩(wěn)定時，具有自動恢復(fù)通訊能力，保證系統(tǒng)穩(wěn)定工作，無需人為干預(yù)。另外在電源抗干擾及散熱等方面也要特殊設(shè)計，使終端設(shè)備能適應(yīng)惡劣工作環(huán)境。

服務(wù)器軟件設(shè)計

服務(wù)器端人機接口為用戶提供一個可視化的監(jiān)測界面，可以直觀、方便、快捷地了解電網(wǎng)和控制器的運行狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)處理異常和故障情況。軟件采用圖形化編程界面軟件C++ Builder開發(fā)，根據(jù)不同的功能分為用戶界面子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)通訊服務(wù)子系統(tǒng)。主要完成的功能有無線通訊處理，數(shù)據(jù)處理，報表分析統(tǒng)計等。

用戶界面子系統(tǒng)作為主要的人機交互界面，可以根據(jù)

網(wǎng)絡(luò)通訊服務(wù)子系統(tǒng)采用C++ Builder的Socket控件和多線程技術(shù)來實現(xiàn)。由于服務(wù)器采用一對多的通訊方式，為防止當有多個終端同時和服務(wù)器進行通訊時發(fā)生信息阻塞，以保證通訊的實時性和可靠性，程序中使用線程技術(shù)來處理服務(wù)器與每一個終端的連接。啟動GPRS并初始化完成后，使用輔助線程來監(jiān)聽Socket端口，當有數(shù)據(jù)到達時，輔助線程通過事件通知主線程處理收到的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議數(shù)據(jù)包。主線程創(chuàng)建副線程來處理該次連接，在副線程中讀取數(shù)據(jù)并判斷是否正確，正確則保存數(shù)據(jù)，錯誤就將該數(shù)據(jù)包丟棄，數(shù)據(jù)處理完成后終止副線程，繼續(xù)監(jiān)聽斷開。

結(jié)語

本文介紹的GPRS無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)經(jīng)西安達泰電子公司進行了長達半年的運行測試，主機在西安市區(qū)，16個控制終端分布在近郊各地的變電站。測試結(jié)果表明系統(tǒng)的組網(wǎng)費用節(jié)約40％_50％，人工出修率不到以前的1/3。其總體的精度指標、實時性指標、容量指標、可靠性指標均優(yōu)于或等同于傳統(tǒng)數(shù)傳系統(tǒng)。只是系統(tǒng)有時會因移動通信網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍和信號質(zhì)量問題而出現(xiàn)響應(yīng)超時或停止響應(yīng)，但這種情況發(fā)生的概率很低，可以通過軟件容錯和重發(fā)機制解決。

采用GPRS網(wǎng)絡(luò)遠程數(shù)據(jù)通訊比其它專線或射頻通訊方式有不可比擬的優(yōu)越性，該通信系統(tǒng)具有連接方便、擴充性好、成本低、維護工作量小等特點。在電力系統(tǒng)電網(wǎng)自動化管理和實時監(jiān)控中使用GPRS無線網(wǎng)絡(luò)通過Internet傳輸數(shù)據(jù)，將會具有很好的應(yīng)用前景。