基于ZigBee和S3C2440的手持式校準儀研制方案

　?。?）對操作系統進(jìn)行裁剪，配置各個(gè)組件及修改相關(guān)配置文件；（2）開(kāi)發(fā)目標設備上的驅動(dòng)程序，建立定制的CE操作系統映像文件；44 現代電子技術(shù)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(kāi)發(fā)上層應用軟件[7].

　　3.2 開(kāi)發(fā)環(huán)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(huán)境來(lái)開(kāi)發(fā)。本文通過(guò)訪(fǎng)問(wèn)。NET Compact FrameWork類(lèi)庫，進(jìn)行圖形化窗口編程，在開(kāi)發(fā)環(huán)境中選擇智能設備WindowsCE 5.0設備應用程序模板進(jìn)行開(kāi)發(fā)。

　　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(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(lái)對串口的設置，進(jìn)行收發(fā)數據；ComboBox控件用來(lái)對節點(diǎn)和校準點(diǎn)的選擇；TextBox控件用來(lái)存放數據；Button控件用來(lái)進(jìn)行一些命令的操作[8].

　　3.4 校準功能設計

　　進(jìn)入各個(gè)氣象要素校準頁(yè)面，首先進(jìn)行節點(diǎn)和校準點(diǎn)的選擇，接著(zhù)設置好串口號和波特率，打開(kāi)串口進(jìn)行數據的自動(dòng)接收。在串口應用程序中，發(fā)送區文本框為T(mén)xSend,接收區文本框名為T(mén)xrec,項目中添加一個(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(xié)調器接收傳感器網(wǎng)絡(luò )中氣象傳感器節點(diǎn)發(fā)來(lái)的數據，并通過(guò)串口發(fā)送到ARM 處理器，其數據采用九字節的十六進(jìn)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(gè)字節表示氣象要素類(lèi)型，01是氣壓，02是氣溫，03是濕度等；接下來(lái)連續四個(gè)字節是傳感器的數據，并緊跟兩位校驗位；最后一個(gè)字節是結束符。

　　圖5 協(xié)調器串口發(fā)送格式

　　當協(xié)調器發(fā)送一幀數據后，系統解析接收數據并轉化為浮點(diǎn)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(fā)來(lái)的數據，如為“S”,表示標準器發(fā)來(lái)的數據。將傳感器的數據與標準器的數據進(jìn)行比對分析，如果誤差大于規定閾值，則將誤差數據通過(guò)校準命令發(fā)送給傳感器。溫度校準的運行界面如圖6所示，采用第二個(gè)串口的目的是確保在標準器沒(méi)有連接無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )接口時(shí)，直接利用串口實(shí)現數據通信。利用5次連續溫度檢測的平均值進(jìn)行校準，以確保校準精度[10].

　　圖6 溫度校準時(shí)的軟件實(shí)時(shí)運行界面

　　3.5 軟件的部署及移植

　　程序編寫(xiě)完成之后在VS 2005開(kāi)發(fā)環(huán)境中進(jìn)行調試、目標設備、傳輸協(xié)議等相關(guān)的設置，再將VS 2005與硬件設備平臺進(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儀中，并可在目標設備上實(shí)時(shí)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(kāi)機時(shí)都能自動(dòng)運行，采用以下步驟進(jìn)行處理：

　?。?）把應用程序Regulation.exe復制到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(kāi)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(shí)候會(huì )把這兩個(gè)文件加入到內核中，最后它們會(huì )存在于系統的Windows目錄中。

　?。?）打開(kāi)Platform.dat,加入以下內容：

　　Directory（“windows桌面”）：-File（“校準儀。lnk”,“windowsRegulation.lnk”）這將會(huì )在桌面上出現名稱(chēng)為“校準儀”的快捷方式。

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

　　4 結 語(yǔ)

　　通過(guò)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(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò )自動(dòng)氣象站現場(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，具有使用方便、成本低廉等特點(diǎn)。通過(guò)改進(jìn)完善，系統可應用于實(shí)際的物聯(lián)網(wǎng)自動(dòng)氣象站的校準中。