利用TINI平臺(tái)設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)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(yīng)用程序充當(dāng)簡(jiǎn)單的web服務(wù)器，將java程序傳遞給遠(yuǎn)端主機(jī)。在被主機(jī)內(nèi)部瀏覽器執(zhí)行后，該java程序就建立了一個(gè)與tini應(yīng)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)圖形用戶界面。整個(gè)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(luò)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(shí)，二極管抑制繼電器線圈的感生電壓。為了實(shí)現(xiàn)某些新的服務(wù)，如網(wǎng)絡(luò)開關(guān)控制。

tini開關(guān)控制應(yīng)用
　　由四個(gè)類構(gòu)成了該應(yīng)用的開關(guān)控制和web服務(wù)器接口。powerswitch類通過采用tini類中的com.dalsemi.system.bitport應(yīng)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(shí)例，負(fù)責(zé)為到來的http連接提供服務(wù)。switchworker類管理java程序和tini應(yīng)用之間的所有命令和狀態(tài)通信。tiniwebserver類通過綁定各個(gè)類的操作，來實(shí)現(xiàn)本應(yīng)用。

　　powerswitch類是一個(gè)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(gè)bitport目標(biāo)。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(duì)應(yīng)于bitport的置位或清零函數(shù)，則在該類中引入了一個(gè)外部的boolean變量(invert)，另一個(gè)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(luò)和應(yīng)用之間的接口。它簡(jiǎn)單地建立和驅(qū)動(dòng)一個(gè)目標(biāo)(com.dalsemi.tininet.http.httpserver)，該目標(biāo)依次產(chǎn)生線程，為每個(gè)到來的http連接提供服務(wù)。該類取自上述tiniwebserver實(shí)例，無須作任何修改，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(quán)的用戶接入。

　　通過將網(wǎng)絡(luò)和硬件接口組合在一起(圖3所示)，tiniserver允許遠(yuǎn)程開關(guān)控制。例如，drive()函數(shù)通過創(chuàng)建一個(gè)webworker線程和網(wǎng)頁“index.htm1”，建立此web服務(wù)器。網(wǎng)頁的主要目的是為了在主機(jī)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(yīng)用就沒有必要?jiǎng)?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(wù)器的根目錄下即可。

　　codebase是一個(gè)在每個(gè)tini芯片組設(shè)計(jì)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(gè)獨(dú)立的服務(wù)器插件中的tini應(yīng)用程序?？梢詣?chuàng)建并上傳一個(gè)定制的網(wǎng)頁至任何一個(gè)安裝在現(xiàn)場(chǎng)的tini芯片組參考設(shè)計(jì)。一個(gè)簡(jiǎn)單的方法是由應(yīng)用程序在每次運(yùn)行時(shí)，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(yīng)用程序建立web服務(wù)器和創(chuàng)建網(wǎng)頁后，就啟動(dòng)了web服務(wù)器。它創(chuàng)建一個(gè)服務(wù)器插件，用來處理來自下載java程序的進(jìn)入連接，并且在java程序每次連接tini應(yīng)用時(shí)，調(diào)用serviceconnection函數(shù)。

　　serviceconnection函數(shù)創(chuàng)建了一個(gè)新例程switchworker，并將這個(gè)插件傳給該類。switchworder構(gòu)造器創(chuàng)建一個(gè)新的線程，以處理主機(jī)java程序和tini應(yīng)用之間的連接。serviceconnection函數(shù)也處理下一個(gè)進(jìn)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(gè)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(dāng)前開關(guān)狀態(tài)，回傳至java程序。

　　通過分配每個(gè)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(yùn)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(yùn)算法則也可以被擴(kuò)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(yīng)用。switchworker只是簡(jiǎn)單地保持一個(gè)“監(jiān)聽向量”。每次java程序發(fā)出一個(gè)修改開關(guān)狀態(tài)的命令，webserver就將其狀態(tài)回傳至當(dāng)前與之連接的所有java程序。

主機(jī)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(yīng)用到主機(jī)單向傳遞。然而，該應(yīng)用要求雙向數(shù)據(jù)傳輸。命令由主機(jī)發(fā)送至tini webserver，而狀態(tài)由webserver發(fā)送至所有相連的主機(jī)。主機(jī)和tini應(yīng)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(yīng)。

　　主機(jī)java程序包括兩個(gè)類，主類(switchcontrol)處理主機(jī)端的網(wǎng)絡(luò)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(gè)類(image button)創(chuàng)建一個(gè)圖形撥動(dòng)按鈕，顯示對(duì)應(yīng)于按鈕狀態(tài)的兩種位圖之一，見圖7。撥動(dòng)按鈕用于開關(guān)的控制和狀態(tài)指示應(yīng)該是足夠的，但java程序的表現(xiàn)會(huì)因?yàn)g覽器的不同而異，因此，加入簡(jiǎn)單的開/關(guān)按鈕和一個(gè)狀態(tài)文本窗，以適應(yīng)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(gè)狀態(tài)監(jiān)測(cè)線程。該線程接著進(jìn)入休眠模式，停留于read()，等待來自于tini應(yīng)用的狀態(tài)信息。當(dāng)線程向下運(yùn)行時(shí)，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(dòng)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(dāng)前狀態(tài)，并向tini發(fā)出一個(gè)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(gè)開/關(guān)命令。imagebutton類只是一個(gè)簡(jiǎn)單的采用awt(abstract window toolkit)組件編程的范例。

結(jié)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(xiàn)遠(yuǎn)程控制閉合/關(guān)斷開關(guān)。通過網(wǎng)絡(luò)，可以在任何地點(diǎn)控制從照明燈到機(jī)床的各種設(shè)備。