單網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)在WinCE系統下的程序設計
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時(shí)間：2014-02-16
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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技術(shù)方案與實(shí)用技巧
所謂節點(diǎn)簡(jiǎn)單而言就是指的具有收發(fā)數據功能的電腦或其他設備。一個(gè)好的節點(diǎn)既需要選擇好的硬件的支持，也需要選擇適合的軟件控制[1],本文選擇S3C6410的Arm11芯片作為節點(diǎn)CPU,選擇WindowsCE 6.0作為運行在A(yíng)RM上的嵌入式操作系統，通過(guò)網(wǎng)口，串口，SD卡完成相應的數據通信功能。本文研究的節點(diǎn)硬件結構框圖如圖1所示。
2.WinCE下網(wǎng)口數據傳輸程序設計
2.1 網(wǎng)口服務(wù)器程序設計
在利用套接字進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )通信的實(shí)際應用中，一般采用的是服務(wù)器/客戶(hù)端[2]
的模式，在本文的設計中，既研究了以PC機作為服務(wù)器端，以ARM作為客戶(hù)端，又研究了以ARM作為服務(wù)器端，以PC機作為客戶(hù)端。本文服務(wù)器設計的基本流程為：
利用函數socket()創(chuàng )建一個(gè)套接字，然后利用函數bind()將該套接字與本地(PC機)的IP地址和端口號綁定，接著(zhù)利用函數listen()使該套接字處于監聽(tīng)狀態(tài)，然后當等待到客戶(hù)端的連接信號后，利用函數accept()與客戶(hù)端連接，最后利用函數send()和函數recv()進(jìn)行通信工作。當結束通信后，再利用函數closesocket()將套接字關(guān)閉。
2.2 本文的服務(wù)器端程序設計思想
本文的服務(wù)器端程序設計思想如圖2所示。
3.WinCE下AD數據采集程序設計
3.1 ARM板AD采集器驅動(dòng)程序設計
流接口驅動(dòng)就是通過(guò)調用動(dòng)態(tài)連接庫的方式來(lái)加載硬件的功能，它由設備管理器直接調用。WinCE系統下的流接口驅動(dòng)編寫(xiě)，有著(zhù)固定的接口入口點(diǎn)，其接口點(diǎn)是一系列的類(lèi)似于XXX_Open()結構的函數集。由這些函數集來(lái)調用系統的文件API函數和相應的組件。本文設計的是AD采集器的流接口驅動(dòng)，接口入口點(diǎn)(即函數集)和用途如下所描述：
(1)函數ADC_Init()，該函數用于初始化AD采集器設備，為系統的設備管理器所調用。
(2)函數ADC_Denit()，該函數用于卸載AD采集器設備，為系統的設備管理器所調用。
(3)函數ADC_Open()，該函數用于打開(kāi)AD采集器設備，被系統的文件API函數CreateFile()調用。
(4)函數ADC_Close()，該函數用于關(guān)閉AD采集器設備，被系統的文件API函數CloseHandle()調用。
(5)函數ADC_Read()，該函數用于從AD采集器讀取數據，被系統的文件API函數ReadFile()調用。
(6)函數ADC_Write()，該函數用于向AD采集器寫(xiě)入數據，被系統的文件API函數WriteFile()調用。
(7)函數ADC_IOControl()，該函數用于對AD采集器進(jìn)行I/O操作，被系統的文件API函數DeviceIOControl()調用。
需要提出來(lái)的是本文研究的A D采集器不涉及到電源管理和設備指針的操作。
而需要用到這兩個(gè)方面操作的流接口設備驅動(dòng)程序，還需要添加函數XXX_Seek()，函數X X X _ P o w e r D o w n ( ) 和函數X X X _PowerUp()。其作用分別是對XXX設備進(jìn)行移動(dòng)數據指針，休眠和恢復電源。
3.2 WinCE下四通道AD采集應用程序設計
本研究采用的ARM提供了四個(gè)外部的AD通道，可以利用這些通道實(shí)現四路對模擬數據的采集功能。通過(guò)EVC++編寫(xiě)應用軟件調用AD流接口驅動(dòng)程序，實(shí)現對模擬信號的采集，將采集的數據通過(guò)網(wǎng)口發(fā)送到PC機端。該設計采用多線(xiàn)程方式，使AD采集，數據處理，網(wǎng)口通信模塊化，并采用雙buff采集和發(fā)送的交互方式，保證了數據的不丟失性。網(wǎng)口通信模塊直接運用前面設計的網(wǎng)口通信流程，數據處理模塊主要是對采集得到的數字信號數據由分線(xiàn)程向外部buff傳輸，便于通信模塊的使用。AD采集模塊在線(xiàn)程內調用驅動(dòng)程序，實(shí)現AD采集器的讀取數據功能。
3.3 四通道AD數據采集實(shí)驗實(shí)現及調試
利用以上的設計思路，本文實(shí)現了WinCE系統下AD數據采集的系統設計，其調試過(guò)程和實(shí)驗結果如下：
首先將編寫(xiě)好的驅動(dòng)程序加載到Win-CE6.0系統的內核中，重新編譯系統，啟動(dòng)新編譯成功的WinCE系統，可以在Windows文件夾下看到已經(jīng)加載進(jìn)去的驅動(dòng)程序生成的動(dòng)態(tài)鏈接庫。
然后將編寫(xiě)好的對采集數據進(jìn)行波形處理的網(wǎng)絡(luò )程序在PC端啟動(dòng)，再將編寫(xiě)好的四通道采集程序下載到ARM板中并啟動(dòng)，設置好采樣率和采樣通道，輸入通道選擇0,采樣頻率設置為400000hz(該AD采集器最大采樣頻率為500khz)。調好信號源，選擇正弦波，將信號電壓幅度設為1.5v,最低電壓為0v,信號頻率為3000hz,輸出信號線(xiàn)連接到ARM板的AD第0號通道接口，啟動(dòng)信號輸入，在A(yíng)RM端得到如圖3的調試截圖。
這是本文設計的運行在A(yíng)RM板上的AD采集應用程序，可以通過(guò)啟動(dòng)，停止，關(guān)閉按鈕來(lái)啟動(dòng)AD采集，暫停AD采集，關(guān)閉AD采集器的功能，還可以通過(guò)輸入通道號碼來(lái)選擇采樣的通道，輸入采樣率來(lái)選擇采樣頻率。而上方控件顯示的是一次采集的字節數目，在這里是2048字節，與程序實(shí)際設計的一致。通過(guò)AD采集器的正確工作，不僅說(shuō)明了應用程序設計的正確性，同時(shí)也體現了AD采集器驅動(dòng)程序設計的正確性。
4.結束語(yǔ)
本文通過(guò)研究WinCE下的網(wǎng)口通信，串口通信，SD卡數據存取和AD數據采集程序設計，系統地提供了Wince嵌入式系統下數據通信的一般編程方法。本論文實(shí)現了水下通信網(wǎng)絡(luò )單節點(diǎn)內部數據的交互，主要包含以下內容：完成了ARM板通過(guò)網(wǎng)口與DSP通信的程序設計;完成了ARM板通過(guò)串口同時(shí)與PC機和姿態(tài)方位儀的數據通信的程序設計;完成了ARM板對SD卡的操作，實(shí)現了將DSP通過(guò)網(wǎng)口傳輸來(lái)的數據自動(dòng)的儲存在SD卡中，并能讀取SD卡中的數據;完成了ARM11流接口A(yíng)D驅動(dòng)程序的設計和AD采集應用程序的設計。
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