[发明专利]一种基于嵌入式Linux的无线传感器网络可视化手持客户端实现方法

权利要求书

1.一种基于嵌入式Linux的无线传感器网络可视化手持客户端实现方法，利用多线程技术，将数据的接收、处理、命令应答、数据显示和无线发送在不同的线程中实现，将数据的接收、处理、显示和无线发送隔离，使数据在处理的同时不影响数据的接收和显示，保证数据的实时接收、处理、显示和公网的交互；利用数据库技术，存储处理线程处理完成的数据；其特征在于，实现方法如下：

1)设计可视化手持客户端的逻辑结构，包括串口数据帧接收模块、串口应答控制模块、串口数据帧处理模块、可视化数据动态显示模块和无线发射模块；

2)串口数据帧接收模块通过基于ARM11内核的芯片S3C6410的片内外设UART3控制器，控制连接S3C6410芯片的串口的操作；

3)在嵌入式Linux操作系统的驱动支持下，为S3C6410芯片的串口设置波特率、数据位、停止位和奇偶校验方式，串口数据帧接收模块按照接收速率控制方法接收无线传感器网络网关发送的数据；

4)串口数据帧处理模块对接收到的数据按照数据解析方法进行解析，判断数据格式为数据帧还是应答帧，利用数据库技术，完成数据帧的存储；

5)串口应答模块根据预定的通信协议，对串口数据帧处理模块解析出的数据进行应答；

6)可视化数据动态显示模块对步骤4)存储的数据帧进行显示；

7)无线发射模块通过TDS-WCDMA网络对步骤4)存储的数据帧重新打包封装，按照TCP协议发送到服务器。

2.如权利要求1所述的一种基于嵌入式Linux的无线传感器网络可视化手持客户端实现方法，其特征在于，步骤3)所述的接收速率控制方法如下：

建立256个缓冲区，每一个缓冲区的长度为一个数据帧的大小；建立两个地址指针：*head和*end，其中*head指向当前正在处理的单元地址，*end指向当前正在接收的单元地址，计算两个指针的差值；根据差值，对接收速率进行调整，保证数据接收缓冲区不会因为处理速度慢导致溢出，在网络速率上下浮动时，接收的当前帧和正在处理的帧的差值保持在一定范围，保证网络数据的正常接收和处理；所述的一定范围是指：

1)如若差值大于64且小于128，则以正常速率接收数据帧；

2)如若差值大于128，则以最快的速率接收数据帧；

3)如若差值小于64，则在保证能够满足正常处理情况下，适当降低接收速率；

通过对接收速率的自适应调节，保证数据的完整性和高可靠性。

3.如权利要求1所述的一种基于嵌入式Linux的无线传感器网络可视化手持客户端实现方法，其特征在于，步骤4)所述的数据解析的方法是，根据预定的通信协议对缓冲区中以0x7E开始和以0x7E结束的完整数据帧进行解封装，解析出无线传感器网络网关发送的命令字和有效数据，根据命令格式判断接收数据的类型为数据帧还是应答帧，并根据命令执行相应的处理，包括数据帧的存储、丢弃和应答帧的应答。

4.如权利要求1所述的一种基于嵌入式Linux的无线传感器网络可视化手持客户端实现方法，其特征在于，步骤4)所述的数据库技术，是采用占用内存较少的嵌入式数据库SQLite，解决嵌入式内存小运行速度慢的难题，在使用时通过linux下驱动的方式进行打开，创建需要的表和主键，存储数据处理线程中无线传感器网络网关传回来的数据，并通过动态显示模块传递的查询条件进行条件查询并将查询结果返回。

5.如权利要求1所述的一种基于嵌入式Linux的无线传感器网络可视化手持客户端实现方法，其特征在于，步骤5)所述的串口应答模块应答方法如下：

1)检测应答标志；

2)如果不需要应答，等待重传数据帧重复步骤1；

3)如果需要应答，清零应答标志，获取需要应答无线传感器网络节点的地址；

4)获取当前需要应答的控制命令；

5)获取当前要发送数据帧的编号seq；

6)执行seq＝seq+1操作；

7)获取要发送的数据长度；

8)将获取到的帧编号、数据长度、节点地址、控制命令封装为数据包；

9)依据CRC校验码表给数据包加入CRC校验码；

10)加入帧头和帧尾组成一帧数据；

11)调用write()函数通过串口将数据帧发送给网关；

12)重复循环应答。

6.如权利要求1所述的一种基于嵌入式Linux的无线传感器网络可视化手持客户端实现方法，其特征在于，步骤6)所述的可视化数据动态显示模块，采用基于Qt4的对话框编程和2D绘图技术，实现在嵌入式Linux环境下的可视化数据动态显示；所述的基于Qt4的对话框编程，是设计图形用户界面，放置显示数据需要的控件和控制需要的控件，当检测到数据处理模块发出数据处理结束信号后，在可视化动态显示模块中调用updata()函数更新对话框中控件显示的内容，通过控制控件实现人工控制；所述的2D绘图技术，是定义1024字节的缓冲区，定时10ms读取数据库中的数据并刷新缓冲区，利用坐标系转换将在对话框的坐标系下的坐标转换成当前绘图控件坐标系下的坐标，最终在对话框中显示出数据值和变化曲线，实现数据的动态显示。