基于Windows服務、網(wǎng)絡和串口投影機遠程控制設(shè)計

網(wǎng)絡偵聽到新的連接后，就建立新線程并生成新的Socket對象，原線程繼續(xù)偵聽網(wǎng)絡，新的Socket對象與客戶端的Socket對象建立連接，并接收客戶端發(fā)來的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)幀。服務器端Socket對象收到網(wǎng)絡數(shù)據(jù)幀后，解析出串口數(shù)據(jù)幀，并讀出串口號和串口設(shè)置，根據(jù)串口號初始化本地計算機的 SerialPort串口組件，如波特率、停止位、數(shù)據(jù)長度、握手連接等。以SerialPort組件的Open()方法打開相應的串口；把從網(wǎng)絡數(shù)據(jù)幀解析出的串口數(shù)據(jù)，用SerialPort組件的Write()方法發(fā)送出去，以控制投影機的相應動作；然后偵聽正使用的串口資源，并通過 SerialPort組件的異步方式．Read()方法讀入返回的應答信號。等待規(guī)定毫秒時間延時后，讀入串口接收緩存器，如有返回的串口數(shù)據(jù)，就把返回的串口數(shù)據(jù)加上IP頭，與TCP封裝成網(wǎng)絡數(shù)據(jù)幀，按接收到的客戶端IP地址發(fā)送出去。如在規(guī)定時間里沒有返回串口數(shù)據(jù)，表明外界嵌入式設(shè)備的串口資源有故障，就生成失敗串口數(shù)據(jù)封裝網(wǎng)絡數(shù)據(jù)幀發(fā)回到原先連接的客戶端。最后關(guān)閉正使用的Socket對象和串口資源，原Socket，對象同時繼續(xù)網(wǎng)絡偵聽等待新的客戶端連接。Windows系統(tǒng)關(guān)閉時，Windows服務控制管理SCM就關(guān)閉網(wǎng)絡與串口的通信程序，從而退出Win-dows服務系統(tǒng)后臺運行。

2 投影機遠程控制案例
2．1 “零成本”解決方案
根據(jù)上述的網(wǎng)絡、Windows服務和串口遠程控制開發(fā)流程，可以使設(shè)計不再使用網(wǎng)絡中控硬件，但具備網(wǎng)絡中控的網(wǎng)絡與串口通信協(xié)議功能，以“零成本”方式實現(xiàn)投影機遠程控制。設(shè)計如圖3所示的基于網(wǎng)絡、Windows服務與串口通信應用。

整個項目系統(tǒng)中有4個信號源：計算機數(shù)據(jù)信號、便攜機數(shù)據(jù)信號、影碟機視頻信號、錄像機視頻信號，全部由投影機實現(xiàn)信號切換。控制投影機開機關(guān)機及信號源切換控制，由其串口與計算機的串口一連接。根據(jù)投影機不同的串口設(shè)置，客戶端發(fā)送的串口數(shù)據(jù)幀設(shè)置與計算機、投影機的串口設(shè)置相一致。計算機的串口二與電動屏幕的串口連接(電動屏幕通過一個小型AVR單片機控制的兩個繼電器來實現(xiàn)電動屏幕的升、降和停止，AVR單片機有一個全雙工串口)，同樣串口數(shù)據(jù)幀設(shè)置也與電動屏幕的串口設(shè)置相一致?？蛻舳艘跃W(wǎng)絡套接字Socket對象發(fā)送或接收網(wǎng)絡數(shù)據(jù)幀，根據(jù)遠程投影機或電動屏幕的串口設(shè)置發(fā)送串口號和相應串口設(shè)置，并由若干串口控制數(shù)據(jù)代碼組成符合規(guī)定的串口數(shù)據(jù)幀，再按TCP／IP協(xié)議組成網(wǎng)絡數(shù)據(jù)幀，實現(xiàn)基于網(wǎng)絡、Windows服務和串口的投影機遠程控制。
2．2 投影機遠程冷啟動開機和延時關(guān)機
在沒有網(wǎng)絡中控的情況下，如果要實現(xiàn)投影機的遠程冷啟動開機和延時關(guān)機控制。首先要實現(xiàn)對投影機所連接的計算機進行遠程冷啟動開機(喚醒功能)，并能通過計算機的串口資源控制投影機的冷啟動開機和延時關(guān)機。計算機的硬件如主板、網(wǎng)卡等都要符合網(wǎng)絡開機喚醒功能設(shè)置；計算機的軟件采用開機后即可自動運行的Windows服務，以實現(xiàn)網(wǎng)絡與串口的數(shù)據(jù)協(xié)議轉(zhuǎn)換。
在主控客戶端確定需要喚醒遠程投影機所連接計算機時，客戶端通過Socket廣播發(fā)送相應含有網(wǎng)絡喚醒數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù)包給網(wǎng)絡中的計算機。當需要喚醒的計算機控制芯片發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)包內(nèi)包含本網(wǎng)卡的媒體訪問控制(Media Access Control，MAC)地址信息的網(wǎng)絡喚醒數(shù)據(jù)幀后，就立刻通過網(wǎng)絡喚醒(Wake on Lan，WoL)連接線向計算機發(fā)出開機信號，通知主板開機。在網(wǎng)絡中，當計算機處于關(guān)機狀態(tài)時，IP地址和計算機名字都不能識別機器的身份，惟一能識別其身份的只有它所帶網(wǎng)卡的物理地址，即MAC地址。每塊網(wǎng)卡的地址是惟一的，也就是說網(wǎng)卡的MAc地址可以用來惟一地標識網(wǎng)絡上的某臺計算機。
網(wǎng)絡喚醒數(shù)據(jù)幀的格式為連續(xù)6 B的FF和連續(xù)重復16次的MAC地址。若要喚醒電腦網(wǎng)卡的MAC地址00-DF-IE-32-E7-CD，則其對應的網(wǎng)絡喚醒數(shù)據(jù)幀如圖4所示。

對于實現(xiàn)投影機的遠程關(guān)機，客戶端只需被控計算機的管理員賬號和密碼，就能控制或者進入被控計算機的操作系統(tǒng)。其實現(xiàn)原理是視窗管理規(guī)范 (WindowsManagement Instrumentation，WMI)。通過WMI為客戶端用戶提供通用訪問管理信息，設(shè)置客戶端在其本地計算機讀?。瘜懭耄瘓?zhí)行的權(quán)限，也包括關(guān)機設(shè)置。當客戶端發(fā)出遠程關(guān)機命令時，被控計算機通過WMI確認客戶端用戶使用權(quán)限，使用上面所述的Windows服務，實現(xiàn)網(wǎng)絡數(shù)據(jù)幀到串口數(shù)據(jù)幀的協(xié)議轉(zhuǎn)換，并通過計算機串口向投影機發(fā)送延時關(guān)機信號。投影機延時關(guān)機完成后，根據(jù)客戶端的要求，被控計算機也可隨即關(guān)閉Windows服務，并自動關(guān)機，最后整個系統(tǒng)進入遠程冷啟動開機的功能。

3 結(jié) 語
利用基于網(wǎng)絡、Windows服務和串口的數(shù)據(jù)通信技術(shù)，通過計算機作為中介，實現(xiàn)了對投影機遠程冷啟動開機和延時關(guān)機；并使用計算機網(wǎng)絡套接字 Socket和SeriallPort串口控件，完成了在無網(wǎng)絡中控硬件支持的情況下，利用本地計算機網(wǎng)絡資源和串口資源，以及投影機本身信號源切換資源，實現(xiàn)對投影機的“零成本”遠程控制。同時基于網(wǎng)絡、Windows服務和串口的數(shù)據(jù)通信有更多的用途，在只有計算機而又要實現(xiàn)對被控設(shè)備進行網(wǎng)絡遠程控制時，就要應用到這種技術(shù)。