基于网络的自动售货机的实现方法

万方数据
第N期
郑大宇， 等： 基于网络的自动售货机的实现方法
・ LNU ・
式设备进行管 理， 它 实 际 上 是 一 种 代 理 协 议 机 制， 利用网关在网络中桥接代理 协 议 栈 和 !"#$%# 协 议 栈 & ’()*+’,*- 的 网 关， 它 支 持 !"#$%# 协 议 并 能 提 供 .++/ 服务， 从而允许用户通过浏览器来远程 访 问 它， 这使得它 像 %0+’10’+ 服 务 器； 另 一 方 面， ’()*+’2 ,*- 通过 34565 、 34789 和 ":; 总 线 轻 量 级 网 以 及 将多个嵌入式设备 或 智 能 <=>’(、 3?、 %1@: 等方式， 家电连接在 一 起， 并 担 当 !"#$%# 和 轻 量 级 网 之 间 有关协 议 的 转 换 任 务， 这 又 使 它 像 %0+’10’+ 网 关 & ’()*+’,*- 及其 相 关 技 术 已 是 一 个 标 准 化 了 的 技 术， 目前全球知名的 %! 厂商如 <=+=1=A*、 :!B!、 #.CA2 C/D、 EC+*F.C 等都已宣布支持这一标准
郑大宇， 王 巍
（哈尔滨商业大学 轻工学院， 黑龙江 哈尔滨 &#""!(）
摘
要： 采用自动售货机 和 *+!""! 串 口 网 关 相 结 合 的 方 式 实 现 自 动 售 货 机 与 远 程 ,- 的 以 太 网 通
信， 其中串口通信采用 ./!0! 接口标准 ’ 同时介绍了 *+!""! 串口网关的网络功能和设置方法， 并给出 如何利用 12% ’ " 中的 3456789 控件编写通信程序来实现 对 自 动 售 货 机 的 工 作 状 态 的 监 控 和 售 卖 信 息 的采集功能 ’ 关键词： 自动售货机； 以太网 *+!""! ； ./!0! ； 中图分类号： :,0)0 文献标识码： ; 文章编号： （!""#） &%<! $ ")=% "% $ "<%( $ "=
&
5源自文库
G<5HH5 IJ 串口网关
G<5HH5 IJ 网关支持透明传输和简单协议两种
工作方式 & G<5HH5 IJ 是 遵 循 !"#$%# 模 型 开 发 的， 可与现有网络环境广泛兼容 & 开放式计算机网络层 次参考模型， 即 K4% 模 型， 是 国 际 标 准 化 组 织 %4K 为了解决异种计 算 机 间 的 互 连 而 制 定 的 一 套 网 络 参考模型， 该模型将不同 机 器 之 间 的 通 信 划 分 为 L 个层次 & 由下向上依次为物理层、 数据链路层、 网络 层、 传 输 层、 会 话 层、 表示层及应用层 & 这 L 层详尽 地定 义 了 整 个 通 信 过 程 & 而 !"#$%# 模 型 是 事 实 上 的工业标准， 它将传输过程分为 7 层： 网络接 口 层、 网络互连层、 传输层及应用层 & G<5HH5 IJ 实质上主 要完成了 !"#$%# 协议转换等任务 & 一方面 #" 端的 网络应用程序将应用层数据打包成为 %# 包 在 网 络 上传送， 把应 G<5HH5 IJ 将辨识和解析这些数据包， 用 层 的 原 始 数 据 转 发 至 34565 接 口 & 另 一 方 面 G<5HH5 IJ 也将 34565 接口的数据封装成为 %# 包， 传送至 #" 端的网络应用程序 &
’ 充分的利
用网络经济创造更大的经济效益 ’ 本文通过英贝多 公司的 *+!""! 网 关 通 过 串 行 口 将 自 动 售 货 机 连
［!， 0］ 接到以太网， 利用 O5NHQ5HN 完成上述的过程 ’
收稿日期： !""# $ "% $ !& ’ 基金项目： 哈尔滨留学回国人员基金项目 （ "&(&!&(""%） ； 黑龙江省教育厅基金项目 （ &"#&&("%） ’ 作者简介： 郑大宇 （ &)%# $ ） ， 男， 教授， 研究方向： 商业机械设计及自动化 ’
第 !& 卷 第 % 期 !""# 年 &! 月
哈 尔 滨 商 业 大 学 学 报 （自然科学版）
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17J ’ !& @7 ’ % BH8 ’ !""#
基于网络的自动售货机的实现方法
［7， 9］
在 :! 方式 时， G<5HH5 IJ 适 用 于 控 制 信 令 和 数 据 文件的传 送， 可提供给用户系统 6 种网络传输方 式： ?!# 文件上载、 !"# 服务 器 方 式、 !"# 客 户 机 方 式 & 用户只需要在串口上 传 送 相 应 的 :! 指 令 集 就 可以驱动 G<5HH5 IJ 进 入 相 应 的 网 络 传 输 方 式 进 行数据的传送 或 接 收 & 在 透 明 传 输 模 式 中， G<5HH5 IJ 支持客户机和 服 务 器 模 式 以 及 客 户 机 模 式 和 服 务器模式自动切 换 & 在 客 户 机 模 式 下， 用户只需要 通过浏览器对其设定一个需要连接的主机 %# 地址 和端口， 当串行口有数据上传时即可以实现通过 G<5HH5 IJ 与指定远 程 主 机 建 立 连 接 并 收 发 数 据 & 在服务器模式下， 远程主机可以访问 G<5HH5 IJ ， 并 建立双向通讯 & G<5HH5 IJ 实 现 两 种 模 式 的 自 动 切 换， 刚启动时为 空 闲 态， 当串口先有数据时激活客 户机模式当网络 先 有 连 接 时， 激 活 服 务 器 模 式， 通 讯断开后又回到空闲状态 & 同时 G<5HH5 IJ 内嵌有 65M （可选配 N7M） 字节 存储空间， 用于存储文件比如用户网页， O:P: 程序 和实用数据 & 技术 规 格：标 准： 协 议： JHQ*D’! 以 太 网； !"#$ %#；传输介质： 9 类双绞线 R!# 或屏蔽双绞线 4!#； 波特率： 支持 标 准 波 特 率， 最 大 支 持 到 JJ9 & 5MS/D； 格式： 校验位： 无校验； 数据位： 停止位： 8； J、 5&
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（ /8I77J 7K L4MIN O5PF6NQE，?CQR45 S54THQ64NE 7K -7UUHQ8H，?CQR45 &#""!( ，-I45C）
412’3./’： 2E NIH UHNI7P 7K J45945M TH5P45M UC8I45H C5P *+!""! N7MHNIHQ， TH5P45M UC8I45H 8C5 H5NHQ O5NHQ5HN ，C5P QHCJ4VH NIH 87UUF548CN475 34NI NIH QHU7NH ,- ’ :IH 6NC5PCQP 7K 6HQ4CJ 87UUFD 548CN475 46 ./!0! ’ :I46 WCWHQ CJ67 45NQ7PF8H6 NIH KF58N475 C5P 6HNN45M6 7K *+!""! — NIH 6HQ4CJ MCNH3CE ，C5P NIH 87UW4J45M 7K 87UUF548CN475 67KN3CQH RHN3HH5 TH5P45M UC8I45H C5P QHU7NH 8J4H5N RE F645M NIH 3456789 45 146FCJ 2C648 % ’ " ’ :I7FMI NIH 87UUF548CN4756 67KN3CQH，F6HQ 8C5 U754N7Q NIH 37Q945M 6NCNH C5P MCNIHQ NIH 6CJH6 45K7QUCN475 7K TH5P45M UC8I45H ’ 5%6 7(3+2： TH5P45M UC8I45H； *+!""! ； ./!0! ； *NIHQ5HN 随着信息技术的高速发展， 自动售货机的管理 向着网络化 方 向 发 展， 通 过 利 用 成 熟 的 O5NHQ5HN 技 术和网络互联设备， 我们可以将多台自动售货机联 网， 在互联网上远程对自动售货机网络进行集中的 管理和遥控， 使自动售货机的经营信息化、 网络化， 实现了对自动售货机远程控制、 售卖信息的查询和 反馈、 故障信息 的 自 动 信 息 处 理， 节省了人力资源 降低了管理的 成 本， 提高了管理效率
6
自动售货机网络的实现
自动售货机通 过 G<5HH5 联 网， 并通过通信程
序来访问 G<5HH5 ， 获得从自动售货机串口传出的 信息 & 6 &J 自动售货机与 %0+’10’+ 连接方式
将需入网的 自 动 售 货 机 34 T 565 串 口 与 网 关 设备 G<5HH5 连接， 通过 :! 指令对每台 G<5HH5 指 定其 %# 地 址 和 子 网 掩 码 及 G<5HH5 所 在 子 网 的 网 在串行 G<5HH5 IJ 为客户 提 供 一 个 串 行 接 口， 接口 上支持透明传输流模式 和 :! 指 令 模 式 & 用 户 可以任意选用 一 种 模 式 & :! 指 令 模 式 是 通 过 在 串 口上实现简单的类似 :! 指 令 集， 使用户通过串口 万方数据 驱动 G<5HH5 IJ 实现 !"#、 ?!# 等网络协议 & 当工作 关， 在这里我们 举 一 个 实 例 说 明， 将五台自动售货 机通过 G<5HH5 联网 & 我们假定设置其 %# 地址范围 为 JU5 & JN8 & H & 5 — — — JU5 & JN8 & H & N 即 上 图 中 由 : 至 使 用 命 令 格 式 如 :! V 4G!： G 等 五 台 网 关， %#: W JU5 &JN8 & H & ! & 这 样 每 台 自 动 售 货 机 就 可 以 通 过
［ &］
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嵌入式设备接入 O5NHQ5HN 方案
嵌入式设备上网的方案有很多种选择这里采
用的 是 基 于 HUGCQH 的 *+O: 软 件 技 术 的 网 关， 来 实现串行设备的以太 网 和 O5NHQ5HN 接 入 ’ *+O: 软 件 技术使用标准的 O5NHQ5HN 协议对 ( 位和 &% 位嵌入
・ UU$ ・
哈 尔 滨 商 业 大 学 学 报（ 自 然 科 学 版 ）
第 #8 卷
（ !)*+,-+)） ， 共同 构 !"#$$# 的 %&’( 接口联入以太网 成自动售货机网络 . / .# 012 . $ 建立 3456+) 网络连接 当 !"#$$# 78 的 串 行 口 与 自 动 售 货 机 的 串 行 口连接起来， 同 时 完 成 了 局 域 网 的 连 接 后， 下面的 工作 就 是 与 !"#$$# 78 建 立 通 讯 . 用 户 主 机 同 !"#$$# 78 的通信是通过在两者间建立 3456+) 程序 来实现的 . 用户主机同 !"#$$# 78 通信之前须先 建 立一 个 3456+) . 在 用 户 主 机 与 !"#$$# 78 建 立 的 有一方为客 户 机， 另一方为服务器 . 3456+) 通讯中， 主动发起 连 接 的 主 机 作 为 客 户 机， 而响应连接的 服务器在空闲时处在监听 !"#$$# 78 作为服 务 器， 状态 . 在客户机 模 式 下， 用户只需要通过浏览器对 其设定一个需 要 连 接 的 主 机 9: 地 址 和 端 口， 当自 动售货 机 串 行 口 有 数 据 上 传 时 即 可 以 实 现 通 过 !"#$$# 78 与指定远 程 主 机 建 立 连 接 并 收 发 数 据 . 在服务器模式下， 远程主机可以访问 !"#$$# 78 ， 并 建立双向通讯 . !"#$$# 78 实 现 # 种 模 式 的 自 动 切 换， 刚启动时为 空 闲 态， 当自动售货机串口先有数 据时激活客户机 模 式， 当 网 络 上 远 程 :; 先 有 连 接 时， 激活服务器模式， 通讯断开后又回到空闲状态 . 实现了用户可以定 !"#$$# 78 在透明传输 模 式 中， 义的超时关断功能， 即当一段时间内一个建立好的 3456+) 通讯没 有 数 据 进 行 上 行 或 下 行 的 数 据 传 输 时， 将 关 断 此 3456+) 连 接， 以防止通讯异常和网络 攻击 . 这个时间 可 以 由 用 户 在 网 页 上 定 义， 用户也 可以禁用此功能 . 下面我们将简 要 介 绍 在 012 . $ 编 程 环 境 中 利 用 <=->456 控件在 编 写 客 户 机 程 序 时 的 基 本 步 骤， 通过这些步骤， 我 们 可 以 达 到 以 下 目 的： 与指定套 接字建立连接， 能 发 送 数 据， 能对数据到达的事件 做出响应并得到数据 . 首先要 指 定 控 件 的 # 个 属 性： %+?4)+@4>)9: 和 并且一 定 要 指 定 A45BC:4,) 属 性 值 为 $ . %+?4)+:4,)， 在建 立 连 接 之 前， 要 确 定 该 控 件 的 状 态 是 >56D 为了达到这一点， 可以用 ;C4>+ 方法 . 之 后 用 ;C4>+E ， ;4--+5) 方法与 指 定 的 服 务 器 建 立 连 接 . 连 接 之 后 可以 用 控 件 的 3)B)+ 属 性 查 看 控 件 的 当 前 状 态， 如 果为 >56;4--+5)+E 则表 示 连 接 以 建 立 . 要 发 送 数 据 之前， 要判断 控 件 的 当 前 状 态， 由 3+-EFB)B 方 法 发 送 . 可 以 在 FB)BG,,=HBC 事 件 中 调 用 I+)FB)B 方 法 得 到 接 收 的 数 据 . 如 果 想 与 服 务 器 主 动 断 开， 调用 可 以 在 ;C4>+ ;C4>+ 方法 . 如 果 是 服 务 器 主 动 断 开， 事件中调用 ;C4>+ 方法 . 客户端的开发流程如下： J;: 万方数据 下： ;C=+-)3456+) . ;4--+5) ;K,3)B)K>. ;BN)=4- R“ 正 在 试 图 连 接 服 务 器 ………” F4 F4!H+-)> A44N Q-)=C ;C=+-)3456+) . 3)B)+ R >56;4--+5)+E T, ;C=+-)3456+) . 3)B)+ R >56!,,4, T, ;C=+-)3456+) . 3)B)+ R >56;C4>+E 97 ;C=+-)3456+) . 3)B)+ R >56;4--+5)+E J*+“连接已建立！ ” ;K,3)B)K> . ;BN)=4- R !C>+ “无法连接服务器！ ” ;K,3)B)K> . ;BN)=4- R !-E 97 在程序 执 行 了 以 上 代 码 后， 我们就可以根据 ;K,3)B)K> 显示的内容了解 ;C=+-)3456+) 的状态 . H=>KBC LB>=5 下的客户机程序如下： 8）在 M4,? 中 加 入 <=->456 控 件， -B?+ 为 ;C=D +-)3456+) . 在属性框中选定 )5N . （用 于 建 #）在 M4,? 中 加 入 几 个 LK))4- ： 54--+5) 立连接） ， （ 用 于 断 开 连 接） ， （用 于 5?E;C4>+ 5?E3+-E 发送数据） . （即建立连接） /）处理 LK))4-： 54--+5) 事件 这里要注意连 接 前 一 定 要 保 证 ;C=+-)3456+) 的 状态 为 >56;C4>+E， 在 调 用 ;4-D A45BC:4,) 为 $ . 这 样， 要做如下处理： -+5) 方法之前， 调试 97 ;C=+-)3456+) . 3)B)+ O P >56;C4>+E J*+- ’ 的结果 ;C=+-)3456+) . ;C4>+ F4 F4!H+-)> A44N Q-)=C ;C=+-)3456+) . 3)B)+ R >56;C4>+E !-E 97 ;C=+-)3456+) . %+?4)+@4>) R 3+,H+,9: . J+S) ;C=+-)3456+) . %+?4)+:4,) R 3+,H+,:4,) . J+S) ;C=+-)3456+) . A45BC:4,) R $ 之后就可以 调 用 ;4--+5) 方 法 了 . 具 体 代 码 如