[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

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于嵌入式Linux的无线传感器网络可视化手持客户端实现方法，属于电子信息技术领域。

背景技术

随着无线传感器网络的发展以及计算机网络技术和电子信息技术的发展，无线传感器网络通过智能感知、识别技术与普适计算、泛在网络的融合应用，打破了之前的传统思维，人类可以实现无所不在的计算和网络连接，如今无线传感器网络的可视化客户端都是基于PC结构的，人们通过手持设备在无线传感器网络中进行信息交流和实时查看的需求越来越迫切。一个优秀的操作界面作为一种直观、便捷的交流方式，也越来越受到用户的重视，人们可以通过鼠标或者触摸屏可以实时查看无线传感器网络中的一些节点信息，实现信息的交换。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种基于嵌入式Linux的无线传感器网络可视化手持客户端实现方法，无线传感器网络可视化手持客户端通过连接无线传感器网络网关实现和无线传感器网络终端节点的交互，接收、处理、存储和显示节点返回的数据并返回应答控制命令，同时将数据通过TDS-CDMA网络发送给服务器，实现查看和控制整个无线传感器网络系统的功能。

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、命令应答和数据显示在不同的线程中实现，将数据的接收、处理和显示隔离，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、处理和显示；利用数据库技术，存储处理线程处理完成的数据；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。

步骤2)所述的数据帧接收模块，实现从传输层链路网关接收串口数据帧，通过把核心CPU芯片S3C6410的UART3控制器接口与SIPEX的SP3232EEA的3.0V到+5.5V的RS232转换器相连，得到232电平的输入接口和输出接口，在接收网关数据的时通过SP3232EEA把232电平转换为TTL电平信号；在给网关发送数据时，把TTL电平转换为232电平；并通过核心CPU芯片S3C6410上的嵌入式Linux操作系统调用底层驱动打开串口设备并设置正确的波特率、数据位长度、停止位长度和校验方式等，保证和下层网关的正常通信，提高系统的稳定性。

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，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，则正常接收数据帧；

2)如若差值大于128，则以最快的接收速率进行数据帧的接收；

3)如若差值小于64，则在保证能够正常接收情况下，适当减小接收速率；

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。

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。