基于ZigBee和S3C2440的手持式校準儀研制方案
(1)對操作系統進行裁剪,配置各個組件及修改相關配置文件;(2)開發目標設備上的驅動程序,建立定制的CE操作系統映像文件;44 現代電子技術2012年第35卷(3)將目標文件下載到目標設備上調試;(4)定制操作系統內核后,導出平臺SDK,供在Visual Studio 2005中開發上層應用軟件[7].
3.2 開發環境的搭建
針對Windows CE 5.0 操作系統,選用基于。NET 2.0框架的Visual Studio 2005環境來開發。本文通過訪問。NET Compact FrameWork類庫,進行圖形化窗口編程,在開發環境中選擇智能設備WindowsCE 5.0設備應用程序模板進行開發。
3.3 界面設計
在系統界面設計中,主要分為主界面,各氣象要素校準界面。主界面主要用于氣象要素的選擇,使用了Menuitem控件進行菜單的創建,另外還提供了編輯和工具等功能。在校準界面中,主要使用了SerialPort,ComboBox,TextBox和Button等幾個控件。Serial-Port控件是用來對串口的設置,進行收發數據;ComboBox控件用來對節點和校準點的選擇;TextBox控件用來存放數據;Button控件用來進行一些命令的操作[8].
3.4 校準功能設計
進入各個氣象要素校準頁面,首先進行節點和校準點的選擇,接著設置好串口號和波特率,打開串口進行數據的自動接收。在串口應用程序中,發送區文本框為TxSend,接收區文本框名為Txrec,項目中添加一個SerialPort控件,名為Port,發送按鈕名為Send,下面是接收和發送的部分代碼[9].
Port控件中DataReceived事件的處理函數為:
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;}
發送按鈕單擊事件對應的處理函數為:
Void Send_Click(object send,EventArgs e){Byte[]arr=Encoding.Default.GetBytes(txSend.txt);Port.Write(arr,0,arr.Length);}
由協調器接收傳感器網絡中氣象傳感器節點發來的數據,并通過串口發送到ARM 處理器,其數據采用九字節的十六進制數的數據通信格式,如圖5所示。
第一字節是數據標識符;第二個字節表示氣象要素類型,01是氣壓,02是氣溫,03是濕度等;接下來連續四個字節是傳感器的數據,并緊跟兩位校驗位;最后一個字節是結束符。
圖5 協調器串口發送格式
當協調器發送一幀數據后,系統解析接收數據并轉化為浮點數顯示在接收傳感器數據區中。如標識符為“D”,則表示傳感器發來的數據,如為“S”,表示標準器發來的數據。將傳感器的數據與標準器的數據進行比對分析,如果誤差大于規定閾值,則將誤差數據通過校準命令發送給傳感器。溫度校準的運行界面如圖6所示,采用第二個串口的目的是確保在標準器沒有連接無線傳感器網絡接口時,直接利用串口實現數據通信。利用5次連續溫度檢測的平均值進行校準,以確保校準精度[10].
圖6 溫度校準時的軟件實時運行界面
3.5 軟件的部署及移植
程序編寫完成之后在VS 2005開發環境中進行調試、目標設備、傳輸協議等相關的設置,再將VS 2005與硬件設備平臺進行連接握手,利用微軟提供的工具ActiveSync將程序部署到手持式校準儀中,并可在目標設備上實時運行。
為了將以上編譯的應用程序固化到設備中,以便每次開機時都能自動運行,采用以下步驟進行處理:
(1)把應用程序Regulation.exe復制到PlatformBuilder 5.0安裝目錄下的FILES目錄中。
(2)創建Regulation.lnk 快捷方式文件,放入FILES目錄中。
(3)打開Platform.bib文件,添加如下內容:
Regulation.exe$(_FLATRELEASEDIR)Regulation.exeNK U;Regulation.lnk $(_FLATRELEASEDIR)Regulation.lnkNK U這樣,執行SYSGEN的時候會把這兩個文件加入到內核中,最后它們會存在于系統的Windows目錄中。
(4)打開Platform.dat,加入以下內容:
Directory(“windows桌面”):-File(“校準儀。lnk”,“windowsRegulation.lnk”)這將會在桌面上出現名稱為“校準儀”的快捷方式。
(5)最后執行菜單Builder→Sysgen生成NK.bin和NK.nb0,把它們燒寫或者下載到ARM 系統中啟動后,就會在桌面上看到“校準儀”快捷方式了。
4 結 語
通過系統的電路設計及軟件編程,完成了手持式校準儀的設計,該手持式校準儀能夠在無線傳感網絡自動氣象站現場方便地進行溫度、濕度、氣壓等氣象要素的實時校準,具有使用方便、成本低廉等特點。通過改進完善,系統可應用于實際的物聯網自動氣象站的校準中。
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