基于ZigBee和S3C2440的手持式校準(zhǔn)儀研制方案

　?。?）對(duì)操作系統(tǒng)進(jìn)行裁剪，配置各個(gè)組件及修改相關(guān)配置文件；（2）開發(fā)目標(biāo)設(shè)備上的驅(qū)動(dòng)程序，建立定制的CE操作系統(tǒng)映像文件；44 現(xiàn)代電子技術(shù)2012年第35卷（3）將目標(biāo)文件下載到目標(biāo)設(shè)備上調(diào)試；（4）定制操作系統(tǒng)內(nèi)核后，導(dǎo)出平臺(tái)SDK,供在Visual Studio 2005中開發(fā)上層應(yīng)用軟件[7].

　　3.2 開發(fā)環(huán)境的搭建

　　針對(duì)Windows CE 5.0 操作系統(tǒng)，選用基于。NET 2.0框架的Visual Studio 2005環(huán)境來開發(fā)。本文通過訪問。NET Compact FrameWork類庫(kù)，進(jìn)行圖形化窗口編程，在開發(fā)環(huán)境中選擇智能設(shè)備WindowsCE 5.0設(shè)備應(yīng)用程序模板進(jìn)行開發(fā)。

　　3.3 界面設(shè)計(jì)

　　在系統(tǒng)界面設(shè)計(jì)中，主要分為主界面，各氣象要素校準(zhǔn)界面。主界面主要用于氣象要素的選擇，使用了Menuitem控件進(jìn)行菜單的創(chuàng)建，另外還提供了編輯和工具等功能。在校準(zhǔn)界面中，主要使用了SerialPort,ComboBox,TextBox和Button等幾個(gè)控件。Serial-Port控件是用來對(duì)串口的設(shè)置，進(jìn)行收發(fā)數(shù)據(jù)；ComboBox控件用來對(duì)節(jié)點(diǎn)和校準(zhǔn)點(diǎn)的選擇；TextBox控件用來存放數(shù)據(jù)；Button控件用來進(jìn)行一些命令的操作[8].

　　3.4 校準(zhǔn)功能設(shè)計(jì)

　　進(jìn)入各個(gè)氣象要素校準(zhǔn)頁(yè)面，首先進(jìn)行節(jié)點(diǎn)和校準(zhǔn)點(diǎn)的選擇，接著設(shè)置好串口號(hào)和波特率，打開串口進(jìn)行數(shù)據(jù)的自動(dòng)接收。在串口應(yīng)用程序中，發(fā)送區(qū)文本框?yàn)門xSend,接收區(qū)文本框名為Txrec,項(xiàng)目中添加一個(gè)SerialPort控件，名為Port,發(fā)送按鈕名為Send,下面是接收和發(fā)送的部分代碼[9].

　　Port控件中DataReceived事件的處理函數(shù)為：

　　Void port_DataReceived （object send,SerialDataReceivedEventArgs）{int bytesToRead=port.BytesToRead;byte[]arr=new byte[bytesToRead];port.Read（arr,0,bytesToRead）；string str=Encoding,Default,GetString（arr,0,bytes-ToRead）；txrec.Text+=str;}

　　發(fā)送按鈕單擊事件對(duì)應(yīng)的處理函數(shù)為：

　　Void Send_Click（object send,EventArgs e）{Byte[]arr=Encoding.Default.GetBytes（txSend.txt）；Port.Write（arr,0,arr.Length）；}

　　由協(xié)調(diào)器接收傳感器網(wǎng)絡(luò)中氣象傳感器節(jié)點(diǎn)發(fā)來的數(shù)據(jù)，并通過串口發(fā)送到ARM 處理器，其數(shù)據(jù)采用九字節(jié)的十六進(jìn)制數(shù)的數(shù)據(jù)通信格式，如圖5所示。

　　第一字節(jié)是數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)符；第二個(gè)字節(jié)表示氣象要素類型，01是氣壓，02是氣溫，03是濕度等；接下來連續(xù)四個(gè)字節(jié)是傳感器的數(shù)據(jù)，并緊跟兩位校驗(yàn)位；最后一個(gè)字節(jié)是結(jié)束符。

　　圖5 協(xié)調(diào)器串口發(fā)送格式

　　當(dāng)協(xié)調(diào)器發(fā)送一幀數(shù)據(jù)后，系統(tǒng)解析接收數(shù)據(jù)并轉(zhuǎn)化為浮點(diǎn)數(shù)顯示在接收傳感器數(shù)據(jù)區(qū)中。如標(biāo)識(shí)符為“D”,則表示傳感器發(fā)來的數(shù)據(jù)，如為“S”,表示標(biāo)準(zhǔn)器發(fā)來的數(shù)據(jù)。將傳感器的數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)器的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)分析，如果誤差大于規(guī)定閾值，則將誤差數(shù)據(jù)通過校準(zhǔn)命令發(fā)送給傳感器。溫度校準(zhǔn)的運(yùn)行界面如圖6所示，采用第二個(gè)串口的目的是確保在標(biāo)準(zhǔn)器沒有連接無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)接口時(shí)，直接利用串口實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信。利用5次連續(xù)溫度檢測(cè)的平均值進(jìn)行校準(zhǔn)，以確保校準(zhǔn)精度[10].

　　圖6 溫度校準(zhǔn)時(shí)的軟件實(shí)時(shí)運(yùn)行界面

　　3.5 軟件的部署及移植

　　程序編寫完成之后在VS 2005開發(fā)環(huán)境中進(jìn)行調(diào)試、目標(biāo)設(shè)備、傳輸協(xié)議等相關(guān)的設(shè)置，再將VS 2005與硬件設(shè)備平臺(tái)進(jìn)行連接握手，利用微軟提供的工具ActiveSync將程序部署到手持式校準(zhǔn)儀中，并可在目標(biāo)設(shè)備上實(shí)時(shí)運(yùn)行。

　　為了將以上編譯的應(yīng)用程序固化到設(shè)備中，以便每次開機(jī)時(shí)都能自動(dòng)運(yùn)行，采用以下步驟進(jìn)行處理：

　　（1）把應(yīng)用程序Regulation.exe復(fù)制到PlatformBuilder 5.0安裝目錄下的FILES目錄中。

　?。?）創(chuàng)建Regulation.lnk 快捷方式文件，放入FILES目錄中。

　?。?）打開Platform.bib文件，添加如下內(nèi)容：

　　Regulation.exe＄（_FLATRELEASEDIR）Regulation.exeNK U;Regulation.lnk ＄（_FLATRELEASEDIR）Regulation.lnkNK U這樣，執(zhí)行SYSGEN的時(shí)候會(huì)把這兩個(gè)文件加入到內(nèi)核中，最后它們會(huì)存在于系統(tǒng)的Windows目錄中。

　?。?）打開Platform.dat,加入以下內(nèi)容：

　　Directory（“windows桌面”）：-File（“校準(zhǔn)儀。lnk”,“windowsRegulation.lnk”）這將會(huì)在桌面上出現(xiàn)名稱為“校準(zhǔn)儀”的快捷方式。

　?。?）最后執(zhí)行菜單Builder→Sysgen生成NK.bin和NK.nb0,把它們燒寫或者下載到ARM 系統(tǒng)中啟動(dòng)后，就會(huì)在桌面上看到“校準(zhǔn)儀”快捷方式了。

　　4 結(jié) 語(yǔ)

　　通過系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)及軟件編程，完成了手持式校準(zhǔn)儀的設(shè)計(jì)，該手持式校準(zhǔn)儀能夠在無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)氣象站現(xiàn)場(chǎng)方便地進(jìn)行溫度、濕度、氣壓等氣象要素的實(shí)時(shí)校準(zhǔn)，具有使用方便、成本低廉等特點(diǎn)。通過改進(jìn)完善，系統(tǒng)可應(yīng)用于實(shí)際的物聯(lián)網(wǎng)自動(dòng)氣象站的校準(zhǔn)中。