利用TINI平臺設計網(wǎng)絡(luò )On/Off開(kāi)關(guān)(圖)

系統軟件概述
　　com.dalsemi.tininet.http.httpserver類(lèi)允許開(kāi)關(guān)控制應用程序充當簡(jiǎn)單的web服務(wù)器，將java程序傳遞給遠端主機。在被主機內部瀏覽器執行后，該java程序就建立了一個(gè)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(gè)圖形用戶(hù)界面。整個(gè)軟件系統如圖1所示。

系統硬件概述
　　在圖2中，基于tinim390/4002模板的開(kāi)/關(guān)控制電路構成了該接口。tinim390/400模板提供了ethernet網(wǎng)絡(luò )接口能力，以及通過(guò)引腳p5.0(其他引腳也可以等效工作)控制開(kāi)關(guān)。n溝道mosfet開(kāi)關(guān)切換流過(guò)繼電器的電流，控制繼電器。用戶(hù)可以根據繼電器和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(kāi)關(guān)狀態(tài)改變時(shí)，二極管抑制繼電器線(xiàn)圈的感生電壓。為了實(shí)現某些新的服務(wù)，如網(wǎng)絡(luò )開(kāi)關(guān)控制。

tini開(kāi)關(guān)控制應用
　　由四個(gè)類(lèi)構成了該應用的開(kāi)關(guān)控制和web服務(wù)器接口。powerswitch類(lèi)通過(guò)采用tini類(lèi)中的com.dalsemi.system.bitport應用程序接口類(lèi)，直接與硬件接口。webworker類(lèi)直接來(lái)自maxim的software developers kit(tini sdk)中的tiniwebserver實(shí)例，負責為到來(lái)的http連接提供服務(wù)。switchworker類(lèi)管理java程序和tini應用之間的所有命令和狀態(tài)通信。tiniwebserver類(lèi)通過(guò)綁定各個(gè)類(lèi)的操作，來(lái)實(shí)現本應用。

　　powerswitch類(lèi)是一個(gè)連接硬件的接口，在其構造器內為引腳p5.0創(chuàng )建一個(gè)bitport目標。在該類(lèi)中，可以執行兩種函數，開(kāi)函數設定的引腳端口狀態(tài)是接通繼電器線(xiàn)圈的電壓；而關(guān)函數通過(guò)清零端口狀態(tài)，來(lái)斷開(kāi)繼電器線(xiàn)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(kāi)位置，即在這兩種位置之間切換外部電壓源。開(kāi)、關(guān)函數假設電路工作于常開(kāi)狀態(tài)，且必須能夠被改變至常閉電路狀態(tài)。為了指示開(kāi)/關(guān)是否對應于bitport的置位或清零函數，則在該類(lèi)中引入了一個(gè)外部的boolean變量(invert)，另一個(gè)函數(setinvert)要求用來(lái)初始化invert變量。圖2所示的硬件圖描述的是常開(kāi)電路。

　　webworker類(lèi)提供了網(wǎng)絡(luò )和應用之間的接口。它簡(jiǎn)單地建立和驅動(dòng)一個(gè)目標(com.dalsemi.tininet.http.httpserver)，該目標依次產(chǎn)生線(xiàn)程，為每個(gè)到來(lái)的http連接提供服務(wù)。該類(lèi)取自上述tiniwebserver實(shí)例，無(wú)須作任何修改，可以在網(wǎng)絡(luò )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，僅允許那些授權的用戶(hù)接入。

　　通過(guò)將網(wǎng)絡(luò )和硬件接口組合在一起(圖3所示)，tiniserver允許遠程開(kāi)關(guān)控制。例如，drive()函數通過(guò)創(chuàng )建一個(gè)webworker線(xiàn)程和網(wǎng)頁(yè)“index.htm1”，建立此web服務(wù)器。網(wǎng)頁(yè)的主要目的是為了在主機工作站上下載并執行該java程序。如果提示網(wǎng)頁(yè)僅包含靜態(tài)信息，該應用就沒(méi)有必要創(chuàng )建網(wǎng)頁(yè)。提示網(wǎng)頁(yè)只需要與包含java程序的文件目錄一起，拷貝至web服務(wù)器的根目錄下即可。

　　codebase是一個(gè)在每個(gè)tini芯片組設計中可以改變的網(wǎng)頁(yè)參數。java程序使用該信息，以返回連接至某個(gè)獨立的服務(wù)器插件中的tini應用程序?？梢詣?chuàng )建并上傳一個(gè)定制的網(wǎng)頁(yè)至任何一個(gè)安裝在現場(chǎng)的tini芯片組參考設計。一個(gè)簡(jiǎn)單的方法是由應用程序在每次運行時(shí)，創(chuàng )建該網(wǎng)頁(yè)。通過(guò)三次寫(xiě)操作，createindexpage函數可以創(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(xiě)操作是將網(wǎng)頁(yè)的靜態(tài)部分拷貝至文件中，而第二次寫(xiě)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(wù)器和創(chuàng )建網(wǎng)頁(yè)后，就啟動(dòng)了web服務(wù)器。它創(chuàng )建一個(gè)服務(wù)器插件，用來(lái)處理來(lái)自下載java程序的進(jìn)入連接，并且在java程序每次連接tini應用時(shí)，調用serviceconnection函數。

　　serviceconnection函數創(chuàng )建了一個(gè)新例程switchworker，并將這個(gè)插件傳給該類(lèi)。switchworder構造器創(chuàng )建一個(gè)新的線(xiàn)程，以處理主機java程序和tini應用之間的連接。serviceconnection函數也處理下一個(gè)進(jìn)入連接，接著(zhù)將控制傳給drive函數。

　　switchworker類(lèi)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(kāi)之前，它不斷地循環(huán)，執行下列步驟：

　　停留在read()，等待一個(gè)來(lái)自java程序的命令字節；
　　如果命令字節為0，則斷開(kāi)開(kāi)關(guān)；如果為1，則閉合開(kāi)關(guān)；

　　讀入當前開(kāi)關(guān)狀態(tài)，回傳至java程序。

　　通過(guò)分配每個(gè)命令字節的低7位來(lái)表示不同開(kāi)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(kāi)關(guān)。保留最高位，用來(lái)指示只讀操作。該運算法則也可以被擴展，以允許在同一時(shí)刻多個(gè)java程序連接至單個(gè)tini webserver應用。switchworker只是簡(jiǎn)單地保持一個(gè)“監聽(tīng)向量”。每次java程序發(fā)出一個(gè)修改開(kāi)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(lèi)中的com.dalsemi.tininet.http.httpserver類(lèi)是一種小巧而快速的類(lèi)，但僅支持http get操作。由此產(chǎn)生的數據只能從tini應用到主機單向傳遞。然而，該應用要求雙向數據傳輸。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(wú)協(xié)議開(kāi)銷(xiāo)，單字節命令和單字節狀態(tài)允許極快的控制和狀態(tài)響應。

　　主機java程序包括兩個(gè)類(lèi)，主類(lèi)(switchcontrol)處理主機端的網(wǎng)絡(luò )通信和創(chuàng )建網(wǎng)頁(yè)上所有的顯示圖形單元，見(jiàn)圖6；另一個(gè)類(lèi)(image button)創(chuàng )建一個(gè)圖形撥動(dòng)按鈕，顯示對應于按鈕狀態(tài)的兩種位圖之一，見(jiàn)圖7。撥動(dòng)按鈕用于開(kāi)關(guān)的控制和狀態(tài)指示應該是足夠的，但java程序的表現會(huì )因瀏覽器的不同而異，因此，加入簡(jiǎn)單的開(kāi)/關(guān)按鈕和一個(gè)狀態(tài)文本窗，以適應于更多的瀏覽器。imagebutton和開(kāi)/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(lèi)將創(chuàng )建一個(gè)狀態(tài)監測線(xiàn)程。該線(xiàn)程接著(zhù)進(jìn)入休眠模式，停留于read()，等待來(lái)自于tini應用的狀態(tài)信息。當線(xiàn)程向下運行時(shí)，imagebutton的位圖和狀態(tài)窗被刷新，接著(zhù)又循環(huán)到程序的頂部，等待下一次的狀態(tài)字節。java程序事件線(xiàn)程驅動(dòng)actionperformed函數，該函數在每次按下圖形按鈕后被調用。如果調用是由imagebutton觸發(fā)的，則它翻轉當前狀態(tài)，并向tini發(fā)出一個(gè)開(kāi)或關(guān)的命令。如果由開(kāi)/關(guān)按鈕觸發(fā)，則它發(fā)出一個(gè)開(kāi)/關(guān)命令。imagebutton類(lèi)只是一個(gè)簡(jiǎn)單的采用awt(abstract window toolkit)組件編程的范例。

結論
　　采用tini實(shí)時(shí)環(huán)境、java程序和簡(jiǎn)單的繼電路電路，就可以實(shí)現遠程控制閉合/關(guān)斷開(kāi)關(guān)。通過(guò)網(wǎng)絡(luò )，可以在任何地點(diǎn)控制從照明燈到機床的各種設備。