引言

进入21世纪，科技发展日新月异，科技让我们的生活更美好，宜居、智能、绿色等逐渐成为人们生活的追求。本系统将基于.NET开发平台、飞信通信接口技术以及SQL数据库技术，实现远程控制功能。本文以实现高校教室的节能安全管理为例，展开详细阐述。

当前高校教室的供电，一方面,无论是否有人，电源都处于带电状态，存在较大的安全隐患；另一方面，照明系统长时间处于开启状态，浪费严重。针对此类问题，利用.NET、飞信、SQL的技术特点，设计开发了一套高校教室的节能安全管理系统。

1 设计方案

本系统由上位机、RS232/RS485转换器、飞信通信接口、下位机四部分构成。上位机实现存储数据、处理数据、控制、显示、通信等功能，RS232/RS485转换器实现信号转换和远程数据通信功能，飞信通信接口实现管理员远程控制功能，下位机电路实现数据采集、响应上位机的控制命令等功能。系统结构框图如图1所示。

图1 系统结构框图

系统首先进入上位机软件操作界面，依次判断是否查询课表数据库，是否有飞信控制命令，是否关灯。再根据系统设定的光强阈值以及控制命令，自动或者人为地控制开灯或者关灯，然后将指令通过串口通信传递给下位机的微控制器，最后由微控制器对上位机的指令作出相关响应。系统流程图如图2所示。

图2 系统流程图

2 上位机部分

上位机应用程序采用C#编程，使用.NET Framework的跨平台开发，并辅以SQL数据库技术。上位机软件操作界面如图3所示。

图3 上位机软件操作界面

2.1 C#编程语言

C#[1]是由C和C++衍生出来的面向对象的编程语言，方便用户快速编写各种基于.NET Framework平台的应用程序，并可通过数据库接口和串口控件，实现智能控制。本系统采用C#语言编写运行于.NET Framework之上的窗体应用程序，并将其作为上位机控制界面。

2.2 .NET开发平台

.NET作为跨语言的开发平台，允许应用程序通过Internet进行通信并共享数据。基于.NET开发的软件界面具有清晰直观、简单易用的特点，降低了再操作学习的成本。

在.NET Framework 2.0以上版本中提供了SerialPort类。该类主要实现串口数据通信，本系统设计了端口自动识别功能，并可进行串口的初始化，包括设置端口、波特率、停止位、数据位等。程序通过WriteLine()把命令字符串写入串口缓冲区，当程序等待接收下位机执行结果时，DataReceived事件表示将处理SerialPort对象的数据接收事件，通过ReadLine()函数读取反馈结果。

2.3 SQL数据库技术

数据库技术[2]是通过研究数据库的结构、存储、设计、管理以及应用的基本理论和实现方法，并利用这些理论来实现对数据库中的数据进行处理、分析和理解的技术。

系统采用独立的SQL数据库，C#提供数据库连接命令，通过SqlConnection类来连接数据库，使用SqlCommand类执行SQL命令，结果返回给SqlDataReader类或者其他类。数据库的数据管理和更新非常方便。当到达设定时间时，程序通过SqlCommand类执行SQL语句进行查询，查询到的结果翻译成相应的命令字符串，写入缓冲区。此外，本系统设计了数据库的修改界面，方便管理员修改数据库。管理员不仅可通过程序修改数据库，亦可通过Microsoft SQL Server 2008软件来管理数据库。系统中的数据库主要用于存储管理员信息、课程表和管理的历史记录等信息。数据库管理界面如图4所示。

图4 数据库管理界面

3 飞信通信接口

飞信是中国移动推出的一款即时通信产品，可通过PC或者手机终端实现即时通信功能。具有速度快、免费的特点，可实现互联网、移动互联网和移动网络间的无缝通信服务。

本系统通过程序中的FindWindow()和FindWindowEx()两个Windows API函数，获得特定账户飞信软件的消息框的句柄，从而得到消息框里的信息。管理员可远程向特定的飞信帐号发送控制命令，经系统确认处理后，用于控制下位机的工作。

4RS232/RS485转换器

RS485总线型通信网[3]具有抗噪声干扰性强、通信距离远、支持节点多的特点，能够实现多机主从式通信[4]。PC的串口多采用RS232，而MAX485工作在TTL电平，故由PC串口输出的信号需经过电平转换后输入至RS485芯片，才能保证信号的正常传输。因此，本系统将通过RS232/RS485转换器连接上位机和下位机。

5 下位机部分

单个下位机通信和控制电路如图5所示。下位机电路主要由单片机[5]、MAX485集成电路、继电器电路组成，主要实现数据通信、指令响应等功能。下位机可根据系统具体实现功能设计相关电路。

下位机电路图中，LED1灯亮，代表该教室的仪器设备正常供电；LED2灯亮，代表该教室的照明灯已打开。

图5 下位机控制电路

结语

本文以高校节能管理系统的节能效果为例，研究基于.NET开发平台、飞信通信接口技术以及SQL数据库技术实现的远程监控系统。可通过完善下位机电路，增加相关的信息采集电路和控制电路，再对上位机操作界面进行修改即可实现其他的特定功能，具有较高的推广和实用价值。