利用TINI平臺設(shè)計網(wǎng)絡On/Off開關(guān)(圖)

系統(tǒng)軟件概述
　　com.dalsemi.tininet.http.httpserver類允許開關(guān)控制應用程序充當簡單的web服務器，將java程序傳遞給遠端主機。在被主機內(nèi)部瀏覽器執(zhí)行后，該java程序就建立了一個與tini應用程序交換命令和狀態(tài)的雙向tcp連接，也為顯示控制和狀態(tài)提供了一個圖形用戶界面。整個軟件系統(tǒng)如圖1所示。

系統(tǒng)硬件概述
　　在圖2中，基于tinim390/4002模板的開/關(guān)控制電路構(gòu)成了該接口。tinim390/400模板提供了ethernet網(wǎng)絡接口能力，以及通過引腳p5.0(其他引腳也可以等效工作)控制開關(guān)。n溝道m(xù)osfet開關(guān)切換流過繼電器的電流，控制繼電器。用戶可以根據(jù)繼電器和fet的大小要求，供給不同的電壓和電流；如果不需要隔離外部電路與tini模板的電源，則可以去掉繼電器。在開關(guān)狀態(tài)改變時，二極管抑制繼電器線圈的感生電壓。為了實現(xiàn)某些新的服務，如網(wǎng)絡開關(guān)控制。

tini開關(guān)控制應用
　　由四個類構(gòu)成了該應用的開關(guān)控制和web服務器接口。powerswitch類通過采用tini類中的com.dalsemi.system.bitport應用程序接口類，直接與硬件接口。webworker類直接來自maxim的software developers kit(tini sdk)中的tiniwebserver實例，負責為到來的http連接提供服務。switchworker類管理java程序和tini應用之間的所有命令和狀態(tài)通信。tiniwebserver類通過綁定各個類的操作，來實現(xiàn)本應用。

　　powerswitch類是一個連接硬件的接口，在其構(gòu)造器內(nèi)為引腳p5.0創(chuàng)建一個bitport目標。在該類中，可以執(zhí)行兩種函數(shù)，開函數(shù)設(shè)定的引腳端口狀態(tài)是接通繼電器線圈的電壓；而關(guān)函數(shù)通過清零端口狀態(tài)，來斷開繼電器線圈的電壓。圖2中的單刀雙擲(spdt)繼電器能夠工作于常閉或常開位置，即在這兩種位置之間切換外部電壓源。開、關(guān)函數(shù)假設(shè)電路工作于常開狀態(tài)，且必須能夠被改變至常閉電路狀態(tài)。為了指示開/關(guān)是否對應于bitport的置位或清零函數(shù)，則在該類中引入了一個外部的boolean變量(invert)，另一個函數(shù)(setinvert)要求用來初始化invert變量。圖2所示的硬件圖描述的是常開電路。

　　webworker類提供了網(wǎng)絡和應用之間的接口。它簡單地建立和驅(qū)動一個目標(com.dalsemi.tininet.http.httpserver)，該目標依次產(chǎn)生線程，為每個到來的http連接提供服務。該類取自上述tiniwebserver實例，無須作任何修改，可以在網(wǎng)絡上的任何地方接入。httpserver能夠提示輸入密碼，或者接受任何其他形式的控制，僅允許那些授權(quán)的用戶接入。

　　通過將網(wǎng)絡和硬件接口組合在一起(圖3所示)，tiniserver允許遠程開關(guān)控制。例如，drive()函數(shù)通過創(chuàng)建一個webworker線程和網(wǎng)頁“index.htm1”，建立此web服務器。網(wǎng)頁的主要目的是為了在主機工作站上下載并執(zhí)行該java程序。如果提示網(wǎng)頁僅包含靜態(tài)信息，該應用就沒有必要創(chuàng)建網(wǎng)頁。提示網(wǎng)頁只需要與包含java程序的文件目錄一起，拷貝至web服務器的根目錄下即可。

　　codebase是一個在每個tini芯片組設(shè)計中可以改變的網(wǎng)頁參數(shù)。java程序使用該信息，以返回連接至某個獨立的服務器插件中的tini應用程序?？梢詣?chuàng)建并上傳一個定制的網(wǎng)頁至任何一個安裝在現(xiàn)場的tini芯片組參考設(shè)計。一個簡單的方法是由應用程序在每次運行時，創(chuàng)建該網(wǎng)頁。通過三次寫操作，createindexpage函數(shù)可以創(chuàng)建文件index.html，并將ip地址插入codebase部分。

　　1)index.write(indextop.getbytes()，0，indextop.length())；
　　2)index.write(inetaddress.getlocalhost().gethostaddress().getbytes())；
　　3)index.write(indexbottom.getbytes()，0，indexbottom.lenghth())；

　　第一次和第三次寫操作是將網(wǎng)頁的靜態(tài)部分拷貝至文件中，而第二次寫操作是將ip地址拷貝至文件的codebase部分。在應用程序建立web服務器和創(chuàng)建網(wǎng)頁后，就啟動了web服務器。它創(chuàng)建一個服務器插件，用來處理來自下載java程序的進入連接，并且在java程序每次連接tini應用時，調(diào)用serviceconnection函數(shù)。

　　serviceconnection函數(shù)創(chuàng)建了一個新例程switchworker，并將這個插件傳給該類。switchworder構(gòu)造器創(chuàng)建一個新的線程，以處理主機java程序和tini應用之間的連接。serviceconnection函數(shù)也處理下一個進入連接，接著將控制傳給drive函數(shù)。

　　switchworker類管理java程序和webserver之間的所有通信，如圖4所示，在連接被斷開之前，它不斷地循環(huán)，執(zhí)行下列步驟：

　　停留在read()，等待一個來自java程序的命令字節(jié)；
　　如果命令字節(jié)為0，則斷開開關(guān)；如果為1，則閉合開關(guān)；

　　讀入當前開關(guān)狀態(tài)，回傳至java程序。

　　通過分配每個命令字節(jié)的低7位來表示不同開關(guān)的狀態(tài)，如圖5所示，該運算法則可以適用于更多的開關(guān)。保留最高位，用來指示只讀操作。該運算法則也可以被擴展，以允許在同一時刻多個java程序連接至單個tini webserver應用。switchworker只是簡單地保持一個“監(jiān)聽向量”。每次java程序發(fā)出一個修改開關(guān)狀態(tài)的命令，webserver就將其狀態(tài)回傳至當前與之連接的所有java程序。

主機java程序
　　tini類中的com.dalsemi.tininet.http.httpserver類是一種小巧而快速的類，但僅支持http get操作。由此產(chǎn)生的數(shù)據(jù)只能從tini應用到主機單向傳遞。然而，該應用要求雙向數(shù)據(jù)傳輸。命令由主機發(fā)送至tini webserver，而狀態(tài)由webserver發(fā)送至所有相連的主機。主機和tini應用之間的通信無協(xié)議開銷，單字節(jié)命令和單字節(jié)狀態(tài)允許極快的控制和狀態(tài)響應。

　　主機java程序包括兩個類，主類(switchcontrol)處理主機端的網(wǎng)絡通信和創(chuàng)建網(wǎng)頁上所有的顯示圖形單元，見圖6；另一個類(image button)創(chuàng)建一個圖形撥動按鈕，顯示對應于按鈕狀態(tài)的兩種位圖之一，見圖7。撥動按鈕用于開關(guān)的控制和狀態(tài)指示應該是足夠的，但java程序的表現(xiàn)會因瀏覽器的不同而異，因此，加入簡單的開/關(guān)按鈕和一個狀態(tài)文本窗，以適應于更多的瀏覽器。imagebutton和開/關(guān)按鈕將完成相同的控制功能，位圖和狀態(tài)窗完成相同的狀態(tài)指示功能而已。在創(chuàng)建圖形單元后，switchcontrol類將創(chuàng)建一個狀態(tài)監(jiān)測線程。該線程接著進入休眠模式，停留于read()，等待來自于tini應用的狀態(tài)信息。當線程向下運行時，imagebutton的位圖和狀態(tài)窗被刷新，接著又循環(huán)到程序的頂部，等待下一次的狀態(tài)字節(jié)。java程序事件線程驅(qū)動actionperformed函數(shù)，該函數(shù)在每次按下圖形按鈕后被調(diào)用。如果調(diào)用是由imagebutton觸發(fā)的，則它翻轉(zhuǎn)當前狀態(tài)，并向tini發(fā)出一個開或關(guān)的命令。如果由開/關(guān)按鈕觸發(fā)，則它發(fā)出一個開/關(guān)命令。imagebutton類只是一個簡單的采用awt(abstract window toolkit)組件編程的范例。

結(jié)論
　　采用tini實時環(huán)境、java程序和簡單的繼電路電路，就可以實現(xiàn)遠程控制閉合/關(guān)斷開關(guān)。通過網(wǎng)絡，可以在任何地點控制從照明燈到機床的各種設(shè)備。