本书系统全面地介绍各种设备的监控技术，特别是通过通用性计算机对各种设备对外接口的监控技术。主要内容包括：设备接口的监控通用性、通用算法和例程、串口设备监控、网口设备监控、SCSI接口设备监控、电话线设备的监控、不同接口之间的互换、物联网中的设备监控与示例。本书是作者十几年的研究与实践的成果总结，具有非常强的实践性和可操作性，所有内容都是可行的并且有完整的程序可以及时验证，可帮助读者迅速提高技能。

资深专家10余年工作经验结晶，全面讲解设备监控的技术原理和方法，包含大量基于真实设备的、经过实践检验的编程实例。
详细介绍各类设备通用的接口、通信协议、算法以及监控程序开发方法，着重讲解串口、网口、SCSI接口、电话线接口、并口等主流设备的监控技术、原理和方法。

设备监控技术详解
Device Control & Monitor Technology
李瑞民　著

封底：
本书从实际设备出发，深入浅出地总结了各种设备的特性，从而总结出一套通用的、可行的监控方式，可帮助读者提高对各种设备的统一监控能力。对于每种设备的介绍，基本上遵循以下方法：概念介绍（初步接触）、实物图片（直观了解）、通信协议（熟悉机制）、编程接口（指导开发）、应用程序（提供验证），条理清晰、图例丰富，提供了大量编程样例，旨在帮助读者弹指间即可控制设备于千里之外。
本书对每种主要设备都给出了编程接口介绍和编程实例，并对所有概念进行过验证。随书光盘包含了这些示例代码，方便读者参照使用。

主要内容：
当前广电、通信、工业设备中，各主要接口的控制方式。
设备监控中各主要通用算法、通信协议设计的优势和缺陷的研究。
结合串口转接口、串口转换卡、串口交换机和串口网络联网方式，配合MODBUS、VDCP等协议，详细介绍了串口编程的所有细节。
以网口为主的使用TCP/IP协议、SNMP协议设备的各种编程API和编程细节。
以磁带机、磁带库等大容量存储设备为代表的主流SCSI设备监控中的主要编程技术细节。
电话线接口的监控报警方法。
对只提供Web应用接口设备的监控方式。
从设备接入的角度阐述了物联网中的设备监控技术。

前：
汶川大地震、日本海啸等重大灾难发生后，人们越来越重视对设备和环境的监控；“神舟十号”的发射、“蛟龙号”数次7000米级深海成功探测等，无一不是设备监控技术的高端体现。在工业监控中，生产的自动化将每一个扳手的扳动次数和扭矩详细记录，以便在发生错误时及时报警并进行情景还原；在大型电力、广电、通信机房中，对全面及时的数据采集、报警的重视，已超过了对设备本身参数的重视；在生活中，家居门禁、客厅摄像、天然气泄漏、空穴老人心跳血压的监控等也逐渐深入到普通家庭。当这些设备监控技术通过物联网出现时，地域限制也消弭于无形，24小时的“全天候”成为可能，很显然，这又会产生革命性的突破。
设备监控技术就是通过计算机对各种设备的数据和状态进行监测和控制的技术。本书主要围绕这一主题，对当前主流的设备接口和计算机监控技术进行了汇总和分析，从而总结出一套通用的、可行的监控方式，最终实现对各种设备进行统一监控的能力。

设备监控是最复杂的技术之一，其复杂性不仅在于设备接口的多样性，更在于设备协议的多样性。接口类型、接口线序、收发速度、命令格式、设备地址、参数个数、参数类型等，都是需要考虑的因素。
　　对设备的监控主要分为设备的数据、报警的采集，以及对设备的设置和控制。无论是设备哪一项，都必然涉及设备的接口，根据设备的接口不同，可以将设备分为串口设备、网口设备、SCSI接口设备、电话线（Modem）接口设备、USB接口设备等几种，但考虑接口设备的特点，从监控角度来看，USB接口或者在上层被统一到网口设备中，或者必须使用设备提供的专用API，所以没有监控的通用性，故在本书中，只提及而不做详述。
　　在本书的编排中，将设备监控分为8章，各章内容分述如下：
　　第1章是绪论，主要讲述的是后面几种主要接口中的一些定义、术语，以及一些通用的、共同的概念和常识性的东西，主要有：计算机接口的分类和层次，设备的定义、分类和多样性。其中接口的层次将主流接口分为四大类，了解这几个层次有助于了解设备监控中各个接口的协议构成。
　　第2章是通用的算法和例程，本书是一本以原理和实现方法作为主要介绍内容的书，要了解后续章节中各种技术的开发原理，就必须掌握一些通用的概念和算法，这也是后续章节内容的技术基础。
　　第3章是串口监控的所有细节，也是本书中最重要的内容之一。这既缘于串口通信在传统设备中的地位，也因为串口编程中有着大量看似简单，实则复杂的概念和技术。可以说，早期绝大多数的设备以及现在绝大多数的中低端设备，采用的都是串口通信，并且完全可以预测，在一定的时期内，串口仍将作为设备通信中主流的通信接口。本章依次介绍概念、接口分类、接线制作、不同接口间的转换、操作系统提供的接口应用程序，以及串口事实的工业标准MODBUS协议，旨在通过这些介绍，使读者对串口通信有一个全面的了解，随后的内容则详细介绍串口监控所需要的技术细节，着重介绍每一种接口的API编程和调试技巧，最后以大量的串口实例详细解析每一种技术和API的编程实现方式。
　　第4章主要讲网口通信，作为当下最主流的网络通信方式，网口在设备通信方式中也占有重要的地位，尤其是其中的SNMP协议，又是当前设备监控中的重头戏。纵观当前的网口设备，有近八成的设备采用的是SNMP协议，两成采用的是自定义的协议，这缘于SNMP协议在给网口通信本身带来方便、快捷的同时，也具有一点不足，即采用SNMP协议的设备需要向国际组织注册并购买设备地址。也正因为此，目前也只有国外的中高端设备大部分采用SNMP协议，低端设备宁愿采用串口，或自己定义非标准的网口协议。本章首先对TCP/UDP协议进行了详述，以期能进行自定义协议的开发，然后着重地对SNMP协议进行了全面综合的详述，通过这些介绍，可以全面掌握和了解基于SNMP的开发和控制。最后，同样是以大量的实例说明了此类监控软件的开发。
　　第5章全面地介绍SCSI接口的监控技术，SCSI的主要应用领域是大容量的存储，因此所涉及的也主要是大容量的SCSI硬盘以及海量存储的磁带机等设备的监控。本章在介绍了SCSI的概念以后，详细地介绍SCSI接口的编程API，然后以实例的方式介绍了SCSI接口设备的监控技术。
　　第6章是以电话线为主的电话、手机、传真设备的监控。
　　第7章讲的是除了主流的串口、网口、SCSI之外的几种接口的编程，主要有并口的监控、基于Web应用的设备监控和基于数据采集卡的监控。由于这些不是主流的监控设备，所以在这里合并为一章共同说明。
　　第8章讲物联网技术的基础。物联网作为新兴的研究热点，本身就与设备的监控有着千丝万缕的相近性，作为物联网的主角，设备的参与必然会涉及大量的监控，而本章主要是从设备接入以及物联网与互联网的接口上，阐述了物联网中存在的问题，以及未来的发展方向。
　　纵观这八章内容，如果读者是一个与设备打交道的设备管理工作者，建议先阅读完第1章后，再按任意顺序阅读后续各章，如果读者是一个设备监控程序的软件开发工程师，建议先阅读完前两章后，再按任意顺序阅读后续各章。在内容的组织上，全书秉承“以理论为基础，以技术实现为第一宗旨，以实例辅助证明”的风格，先介绍概念，再通过实物图增加印象，然后介绍各协议和标准，以期从原理中了解设备的运行机制，通过Windows自带的程序验证各机制或结论，以便先睹为快。由于本书的一大特色是：所有介绍都以实践进行验证，所以随后的编程接口介绍和编程实例全面而真实地验证了之前的各种内容。当然，针对具体问题，也会有具体的特例，与其他接口采用专用线或通用线相比，串口的监控还涉及做线，以及线的检测，因而在以串口进行介绍的时候，也会有针对性地介绍这些特有的内容。
　　最后，在本书整个设备监控中，不得不提的是，作为设备的优秀代表——计算机，却不在其列，究其原因，不是因为计算机不属于设备，也不是因为计算机不支持设备各个接口，而是“成也萧何，败也萧何”，计算机本身固有的复杂性和特殊性，使得计算机具有比其他设备更多、更高级的监控方式，因而对计算机的监控技术我将另写一本书。当然，只要配置得当，本书中所有的接口监控技术都同时适合于对计算机的监控。
　　提示　全书中的说明和编程实例均以Microsoft Windows XP（SP3）作为默认的操作系统，以Microsoft Visual C++ 6.0（SP6）作为默认的开发环境，所有源代码及工程文件完全兼容Microsoft Visual C++ 2003~2012，可以不做修改地移植到后者环境中。

计算机\网络

本书从实际设备出发，深入浅出地总结了各种设备的特性，从而总结出一套通用的、可行的监控方式，最终实现在尽可能通用的模式下对各种设备的统一监控能力。对于每种设备的介绍，基本上遵循以下方法：概念介绍初步接触、实物图片直观了解、通信协议熟悉机制、编程接口指导开发、应用程序提供验证。本书提供大量实物图片与编程样例，旨在帮助读者能够轻弹手指即可控制设备于千里之外。
本书对每种主要设备都给出了编程接口介绍和编程实例，并对所有概念都进行过验证。随书光盘包含了示例代码，方便读者参照使用。

主要内容：
 当前广电、通信、工业设备中，各主要接口的控制与监控方式。
 设备监控中各主要通用算法、通信协议设计优势和缺陷的研究。
 结合串口转换口、串口转换卡、串口交换机和串口网络联网方式，配合MODBUS、VDCP等协议，详细介绍了串口编程的所有细节。
 以网口为主的TCP/IP协议、SNMP协议设备的各种编程API和编程细节。
 以磁带机、磁带库等大容量存储设备为代表的主流SCSI设备监控中的主要编程技术细节。
 电话线接口是一种远程设备的重要方式之一，介绍了以电话线接口的监控报警方法。
 对只提供了Web应用接口设备的监控方式。
 从设备接入的角度阐述了物联网中的设备监控技术。

李瑞民　著：暂无简介

前　　言
第1章　绪论　/ 1
1.1　概述　/ 1
1.2　设备的概念　/ 3
1.2.1　设备的定义　/ 3
1.2.2　设备多样性　/ 4
1.2.3　计算机和设备主要接口　/ 5
1.2.4　设备的参数　/ 6
1.2.5　虚拟设备　/ 8
1.3　设备的监控　/ 9
1.3.1　设备监控的目的　/ 10
1.3.2　设备接口的监控通用性　/ 10
1.3.3　对通信设备的监控　/ 11
1.3.4　对计算机的监控　/ 13
1.4　设备监控的编程层次　/ 13
1.4.1　有线/无线网络接口的协议层次　/ 13
1.4.2　串口/Modem接口的协议层次　/ 14
1.4.3　USB/1394接口的协议层次　/ 15
1.4.4　SCSI卡/多功能IO卡接口的协议层次　/ 16
1.5　设备监控通信协议的差异　/ 16
1.5.1　从设备通信方式上看差别　/ 17
1.5.2　从协议格式上看差别　/ 19
1.5.3　从命令间的关系上看差别　/ 22
1.5.4　从对外展示方式上看差别　/ 23
1.6　计算机和通信之间的有趣争论　/ 24
1.6.1　传输层要不要建立连接之争　/ 24
1.6.2　计数方法之争　/ 25
1.6.3　计量单位之争　/ 27
1.6.4　数据的存储顺序之争　/ 27
1.7　硬件设计中的Bug　/ 29
1.7.1　协议冲突而导致的Bug　/ 29
1.7.2　特殊操作而导致的Bug　/ 30
1.7.3　设计而导致的Bug　/ 30
第2章　通用算法和例程　/ 31
2.1　进制转换　/ 32
2.1.1　数值的表示形式　/ 32
2.1.2　数据的加权表达式　/ 33
2.1.3　数值与字符串之间的转换　/ 33
2.1.4　任意进制之间的互换　/ 34
2.1.5　各进制小数的表示　/ 36
2.2　位的操作　/ 37
2.2.1　移位操作　/ 38
2.2.2　读取指定位　/ 38
2.2.3　写入指定位　/ 39
2.3　设备文件　/ 40
2.4　“校验和”算法　/ 42
2.4.1　“异或”算法　/ 43
2.4.2　CRC算法　/ 44
2.4.3　“求和”算法　/ 47
2.4.4　“补码求和”算法　/ 48
2.4.5　可视字符算法　/ 48
2.5　编程实例1：通用校验和计算程序　/ 49
2.5.1　程序主界面　/ 49
2.5.2　程序代码　/ 50
2.6　编程实例2：仿真设备　/ 55
2.6.1　程序主界面　/ 56
2.6.2　设备的《用户操作手册》　/ 57
2.6.3　程序分析　/ 58
2.6.4　程序代码　/ 58
第3章　串口设备监控　/ 62
3.1　串口概念　/ 63
3.1.1　串行通信的概念　/ 63
3.1.2　串口的标准　/ 63
3.1.3　串口的名称　/ 64
3.1.4　串口分类　/ 65
3.1.5　串口参数　/ 69
3.1.6　串口的优缺点　/ 72
3.2　串口设备接口　/ 73
3.2.1　标准串口模块外形实物图　/ 73
3.2.2　主机机箱上带的串口　/ 75
3.2.3　主板上引接的串口　/ 75
3.2.4　主板总线转换的串口　/ 77
3.2.5　主机其他接口转换的串口　/ 81
3.2.6　串口交换机　/ 83
3.3　串口线的制作和转换　/ 92
3.3.1　串口引脚定义　/ 92
3.3.2　串口的转换与连接线制作　/ 99
3.3.3　连接实例：几种典型连接线制作　/ 107
3.4　串口组网方式　/ 109
3.4.1　串口直连　/ 109
3.4.2　USB-HUB方式组网　/ 110
3.4.3　串口交换机组网　/ 111
3.4.4　并联方式　/ 112
3.4.5　串口连接线的检测与保护　/ 113
3.5　串口应用程序　/ 115
3.5.1　查看系统中的串口　/ 115
3.5.2　超级终端　/ 119
3.5.3　命令行的串口操作命令　/ 121
3.5.4　串口交换机的WWW配置　/ 124
3.6　串口设备通信协议　/ 128
3.6.1　自定义的串口协议　/ 128
3.6.2　串口工业事实标准：MODBUS协议　/ 129
3.6.3　音视频领域的标准：VDCP协议　/ 141
3.6.4　通信类设备的串口协议　/ 145
3.6.5　通用串口协议分析机　/ 147
3.7　编程接口　/ 149
3.7.1　以设备文件的API方式进行读写　/ 150
3.7.2　基于COM组件的串口控件MSComm　/ 174
3.7.3　PComm控件　/ 189
3.7.4　IPSerial控件　/ 209
3.7.5　nMODBUS编程接口简介　/ 220
3.8　串口通信调试和编程技巧　/ 221
3.8.1　调试技巧　/ 221
3.8.2　编程技巧　/ 222
3.9　编程实例1：串口仿真设备　/ 223
3.10　编程实例2：基于设备文件的本地串口通用调试工具　/ 227
3.10.1　程序主界面　/ 227
3.10.2　程序分析　/ 228
3.10.3　程序代码　/ 229
3.11　编程实例3：基于MSComm控件的本地串口通用调试工具　/ 235
3.11.1　程序主界面　/ 235
3.11.2　程序分析　/ 236
3.11.3　程序代码　/ 237
3.12　编程实例4：基于PComm控件的本地串口通用调试工具　/ 240
3.12.1　程序主界面　/ 240
3.12.2　程序分析　/ 240
3.12.3　程序代码　/ 241
3.13　编程实例5：基于IPSerial控件的网络串口通用调试工具　/ 244
3.13.1　程序主界面　/ 244
3.13.2　程序分析　/ 245
3.13.3　程序代码　/ 246
3.14　编程实例6：串口的监听　/ 249
3.14.1　程序主界面　/ 250
3.14.2　程序代码　/ 251
第4章　网口设备监控　/ 259
4.1　网口概念　/ 260
4.1.1　网线实物图　/ 260
4.1.2　网口外形实物图　/ 261
4.1.3　网口交换机实物图　/ 261
4.1.4　引脚定义　/ 262
4.1.5　网口接头的连接　/ 263
4.1.6　BNC网口简介　/ 265
4.1.7　基于TCP/IP的光口网络简介　/ 267
4.1.8　基于TCP/IP的无线网络简介　/ 267
4.2　TCP/IP协议编程　/ 268
4.2.1　Socket中几个重要的概念　/ 269
4.2.2　Windows socket结构　/ 271
4.2.3　Windows socket转换类函数　/ 273
4.2.4　Windows socket通信类函数返回值　/ 277
4.2.5　Windows socket通信类函数　/ 279
4.2.6　Windows socket的I/O模式　/ 289
4.2.7　轻量级TCP/IP协议栈概述　/ 290
4.3　网口设备工业标准协议：SNMP协议　/ 291
4.3.1　SNMP协议　/ 291
4.3.2　SNMP的API　/ 299
4.4　网口设备标准协议：MODBUS over TCP　/ 311
4.4.1　MODBUS over TCP协议层次　/ 311
4.4.2　MODBUS over TCP/IP协议与SNMP协议的对比　/ 313
4.5　网口设备的协议实例　/ 314
4.5.1　通过网口监控设备与通过网口与计算机通信的不同　/ 314
4.5.2　支持TCP/UDP的设备协议实例　/ 314
4.5.3　支持SNMP的设备协议实例　/ 318
4.5.4　高层应用的设备协议实例　/ 325
4.6　编程实例1：网口仿真设备　/ 327
4.7　编程实例2：SNMP通用读设工具　/ 330
4.7.1　程序主界面　/ 331
4.7.2　程序代码　/ 332
4.8　编程实例3：串口和网口的通信网关　/ 336
4.8.1　程序主界面　/ 336
4.8.2　程序代码　/ 337
4.9　编程实例分析：微软命令行SnmpUtil工具源码分析　/ 340
第5章　SCSI接口设备监控　/ 348
5.1　SCSI概念　/ 348
5.1.1　SCSI简介　/ 348
5.1.2　SCSI的类型　/ 349
5.1.3　SCSI设备的连网　/ 351
5.1.4　SCSI外形实物图　/ 352
5.1.5　 iSCSI简介　/ 354
5.2　操作系统下的SCSI设备　/ 354
5.3　基于SCSI适配器的ASPI编程技术　/ 356
5.3.1　ASPI编程的初始工作　/ 357
5.3.2　ASPI的命令详解　/ 358
5.3.3　ASPI的命令返回值的判断　/ 369
5.4　SCSI协议格式　/ 373
5.4.1　SCSI协议规定的外围设备　/ 374
5.4.2　SCSI协议的命令结构　/ 374
5.4.3　SCSI协议的最小强制命令集　/ 375
5.4.4　SCSI协议的部分设备强制命令集　/ 376
5.4.5　SCSI协议的可选命令集　/ 377
5.5　SCSI硬盘的编程技术简介　/ 378
5.6　SCSI磁带机/磁带库的编程技术　/ 379
5.6.1　磁带与磁带驱动器　/ 379
5.6.2　磁带库的结构　/ 380
5.6.3　磁带库检测命令行工具　/ 382
5.6.4　磁带库的SCSI命令　/ 383
5.6.5　SCSI的返回值　/ 390
5.6.6　操作同步的处理机制　/ 391
5.7　编程实例1：SCSI接口设备通用检测程序　/ 394
5.7.1　程序主界面　/ 394
5.7.2　程序代码　/ 395
5.8　编程实例2：SCSI磁带机/磁带库监控程序　/ 405
5.8.1　程序主界面　/ 405
5.8.2　程序代码　/ 406
第6章　电话线接口设备的监控　/ 415
6.1　电话线接口概念　/ 416
6.1.1　Modem实物图　/ 417
6.1.2　电话线接口引脚和接线　/ 418
6.2　Modem的AT指令集监控设备　/ 419
6.3　电话线应用程序　/ 426
6.3.1　通过超级终端拨号　/ 426
6.3.2　命令行的电话拨号　/ 434
6.3.3　电话线的双机互联　/ 436
6.4　通过TAPI的API监控设备　/ 436
6.4.1　TAPI概述　/ 437
6.4.2　TAPI的主要返回值　/ 437
6.4.3　TAPI的主要结构　/ 440
6.4.4　TAPI的主要API　/ 452
6.5　编程实例：通过AT指令集的电话拨号程序　/ 461
6.5.1　程序主界面　/ 461
6.5.2　程序代码　/ 462
第7章　其他类型接口设备的监控　/ 464
7.1　并口设备的监控　/ 465
7.1.1　并口实物图和引脚定义　/ 465
7.1.2　查看并口　/ 467
7.1.3　基于控制台的并口编程　/ 469
7.1.4　基于WinIO的并口编程　/ 475
7.2　基于高层API的设备监控　/ 481
7.3　基于Web应用的设备监控　/ 494
7.3.1　基于Web应用设备的监控原理　/ 495
7.3.2　Win Inet编程接口　/ 495
7.4　基于数据采集卡的监控　/ 513
7.4.1　数据采集卡的作用　/ 513
7.4.2　数据采集卡实物图　/ 514
7.4.3　数据采集卡主要参数　/ 515
7.4.4　数据采集系统的构成　/ 516
7.4.5　基于数据采集卡的监控　/ 517
7.5　编程实例：基于Web的设备监控　/ 517
7.5.1　简易Web服务器的构建　/ 518
7.5.2　 原理分析　/ 520
7.5.3　程序主界面　/ 522
7.5.4　程序代码　/ 522
第8章　物联网设备的监控　/ 526
8.1　物联网概念　/ 526
8.1.1　物联网的定义　/ 527
8.1.2　物联网的层次　/ 528
8.1.3　物联网的发展和现状　/ 528
8.1.4　层次体系　/ 529
8.1.5　核心技术　/ 530
8.2　物联网的技术　/ 531
8.2.1　条形码识别技术　/ 532
8.2.2　射频识别技术　/ 536
8.2.3　传感器技术　/ 536
8.2.4　GPS技术　/ 540
8.2.5　Zigbee无线网络　/ 542
8.2.6　无线传感器网络　/ 543
8.2.7　Ad Hoc网络　/ 544
8.2.8　云计算技术　/ 545
8.3　物联网与互联网的关系　/ 547
8.3.1　物联网内部的问题　/ 547
8.3.2　互联网接入技术　/ 551
8.3.3　物联网对互联网的接入　/ 557
8.4　物联网设备监控的实例　/ 558
后记　/ 567
附录A　本书容易混淆概念说明　/ 568
附录B　详解ASCII码　/ 573
参考文献　/ 580