本文由HYPERLINK"http://www.yxhqjx.com/"冷镦机HYPERLINK"http://www.yxhqjx.com/"www.yxhqjx.comHYPERLINK"http://yulongcn.com/"风机盘管HYPERLINK"http://yulongcn.com/"yulongcn.com联合整理发布基于STR-30的数控机床状态实时监控系统设计摘要：本文设计了基于无线数据传输模块STR-30型的状态实时监控系统的硬件结构，介绍了数据传输所采用的时分多址通信协议和实时接收、处理数据的方法，完成了基于多线程技术的无线数据传输模块软件设计。关键词：数控机床;无线通信;时分多址;多线程在传统的CIMS（计算机集成制造系统）中，数据流的采集、传输涉及大量的电缆铺设等问题，限制了分布式工业制造系统整体控制性能的提高。基于STR-30型的无线传输模块能满足对于数控机床实时监控数据的稳定高效的传输要求。本文介绍了在此基础上设计的数控机床无线传输的硬件结构和软件设计，并对所采用的通信协议进行了详细分析。系统结构和通信原理通信模块特点上海桑博科技有限公司开发的STR-30型微功率无线传输模块提供了标准RS-232、RS-485和RART/TTL电平这3种接口方式，可直接与计算机COM1（或COM2）相连，利用计算机的USB接口供电。STR-30的通信信道是半双工的（或者直接用STR-30USB），最适合点对多点的通信方式，用户无需编制多余的程序，只要完成从接口收发数据即可，其它如空中收/发转换、控制操作等，STR-30无线通信模块能够自动完成。系统硬件结构系统的结构图如图1所示，整个系统由若干台高性能PC组成，分别为远程监控端（主机）、现场监控中心（从机）和现场监控单元，其中现场监控中心和远程监控端分别配置了STR-30无线通信模块。主机和从机通过RS-232串口与STR-30无线通信模块相连，两个STR-30无线通信模块（配置天线为30×7×1mm）之间进行通信。上行链路发送指令用于主机对从机以及现场监控单元进行控制，下行链路发送状态数据用于向主机传递数控机床当前的运行参数，如主轴转动和切削力等。STR-30无线通信模块提供0～7个信道（最多可以提供256个信道，完全可以满足客户的需要了），如果需要增加系统容量，可以设置多个频点，每个频点供多台数控机床使用，这样，通过增加系统频段资源的方法，可使系统容量成倍的增加。图1数控机床状态监控系统硬件结构时分多址通信协议本系统采用TDMA时分多址通信协议。把时间轴划分成一定长的时元（EPOCH），每个时元又划分为若干个帧，每一个帧内部又划分为若干个时隙。帧的重复周期为帧周期，在每个帧中给主机/从机分配一定数量的时隙以发射信号，而在不发射信号的时隙中则接收从机/主机所发射的信号。主机以准确的时钟为基准，从机时钟则与之同步，形成统一的系统时钟。网内各个成员的发射时隙是彼此不同的，不存在相互干扰问题，但必须有准确的时隙同步，使每一次发射都以统一的时隙起点作定时基准。本系统测控容量为30台数传机床，数传模块的无线传输速率设置为9600bps，每个时隙的基本信息传输量为225bit，所以，设计为每个时隙35ms，每个时帧为3.5s，共有100个时隙，每个时元35s，共10个帧。通信模块的软件实现程序的整体框架无线传输模块作为实时监控系统的一部分，在设计时就考虑要把它设计成一个独立的模块，使对它的应用类似函数的应用，本文采用VisualC++语言进行设计，在终端的无线通信模块程序中包括时戳类、编码类、网络通信类（或传输类）。时戳类主要完成整个系统的同步，编码类主要实现数据的R-S编码功能。网络通信类主要是负责编码后数据流的发送和接收。数据链终端模块主要包含如下线程：1主线程主线程的主要任务是对系统进行初始化，创建子线程和结束子线程，并响应菜单和鼠标操作。2编解码线程从主机/从机获得数据，进行编码，并将编码后的数据送入发送缓冲等待发送;从接收缓冲取得数据进行解码，得到有效信息。3传输线程负责把发送缓冲的数据送入数传模块调制解调器;从调制解调器读入数据流，并存入接收缓冲区。Windows下精确定时的实现TDMA网络是一种同步网络，要求整个网络的所有用户都采用统一的时基，并且各自能维持一个高精度的时钟。众所周知，Windows是基于消息机制的系统，任何事件的执行都是通过发送和接收消息来完成的。这样就带来了一些问题，如一旦计算机的CPU被某个进程占用，或系统资源紧张时，发送到消息队列中的消息就暂时被挂起，得不到实时处理。因此，不能简单地通过Windows消息引发一个对定时要求严格的事件。由于在Windows中已封装了计算机底层硬件的访问，所以，要想通过直