基于Windows CE的远程数据采集与控制系统开发

简单易用，功能强大，在智能手机、PDA以及汽车电子领域有广泛的应用。本文系统中的驱动编写是软件设计的核心内容。

基于Windows CE的2种驱动模型是流接口驱动和本机驱动模型，本机驱动模型是操作系统本身的一部分，例如电源管理，这些驱动是通用的驱动。流驱动则是指一般的驱动，具有可定制的接口和功能，是专用的驱动。本文所有驱动都是流驱动，流驱动将外部设备当作文件进行操作，因此应用程序可以很方便地使用系统API文件进行操作。流驱动由一组标准的函数集合来实现，在Windows CE中定义的流接口函数有12个，主要包括XXX_Init、XXX_Deinit、XXX_Open(由应用程序调用CreateFile()函数打开驱动)、XXX_ Close(由应用程序调用CloseHandle()函数关闭驱动)、XXX_Read(由应用程序调用ReadFile()函数打开驱动)、XXX_Write(由应用程序调用WriteFile( )函数打开驱动)、XXX_Seek、 XXX_PowerUp、XXX_Pow-erDown、XXX_IOControl。其中，XXX是驱动程序的设备名称[5]。

本文的流驱动需要具备3个功能：(1)驱动数据采集模块；(2)驱动报警器电路；(3)驱动GPRS模块。

1.2.3流驱动的实现

(1)将驱动取名为RDA(Remote Data Acquisition)。由于要在操作系统层面调用设备，因此首先应该完成对硬件，尤其是寄存器的虚拟地址分配，在函数RDA_Init()中实现。通过调用Windows CE提供的VirtualAlloc()和VirtualCopy()访问物理内存，其中前者负责保留虚拟内存，后者负责绑定物理内存和虚拟内存。实际上最终是通过访问虚拟内存来完成访问物理内存的，主要部分代码如下：

v_pAdcPreg=(volatileADCreg*)VirtualAlloc(0，sizeof(ADCreg)，MEM_RESERVE，PAGE_NOACCESS);
…if (!VirtualCopy((PVOID)v_pAdcPreg， (PVOID)(ADC_
BASE_PHY_ADD>>8)，sizeof(ADCreg)，PAGE_PHYSICAL| PAGE_
READWRITE | PAGE_NOCACHE))
　v_pIOPregs=(volatile IOPreg*)VirtualAlloc(0，sizeof(IOPreg)，MEM_RESERVE，PAGE_NOACCESS);…

接着系统通过v_pAdcPreg和v_pIOPregs来调用各自的寄存器进行初始化，其中ADC_BASE_PHY_ADD和IOP_BASE_PA是硬件物理地址。

随后完成RDA_IOControl()，这个函数负责完成修改设备的功能，例如本文的数据采集模块有8路通道，因此每次采样时都需要转换通道，同时采样频率也是可以转换的，所有的控制码都在头文件中完成。通过控制码用户可以自由选择通道，这与本文的要求完全一致。

最重要的是读函数RDA_Read()，应用程序通过读函数与底层驱动联系，应用程序通过ReadFile()函数读出ADC寄存器的值。

PUBLIC DWORD RDA_Read(DWORD Handle， LPVOID pBuffer， DWORD dwNumBytes)

最后，在驱动程序关闭时，应用程序通过CloseHandle( )函数来调用RDA_Close ( )关闭。

1.2.4应用程序的实现

在流驱动编写完成后，通过PB完成编译，加入注册表信息，然后定制专有系统，这样就可以在自己定制的系统中调用驱动。应用程序的编写步骤如下，首先利用PB生成所需的SDK，并且安装，其次编写界面利用模拟器进行仿真，最后连接硬件，打开驱动测试程序。本文的所有程序已经在EVC4.0中编写实现。

本系统需要完成触摸屏的功能、视频采集模块功能以及用户自定的四路数据采集功能，因此窗体主线程中加入了：ADC采集、触摸屏控制、视频采集以及反馈模块等4个子线程。图4是应用程序的基本流程图。

2 实验结果

在测试过程中，系统会根据用户发送的短信内容，实时控制与显示所采集的数据。系统采集到的电器电压、室内温度、湿度以及热水器流量与实际情况完全相符。而系统的控制功能也很好实现，当系统采集到的数据大于阈值时，例如当室内温度过高、湿度过大、流量过大等异常情况发生时，报警信息都会由远程系统实时传递到用户的手机；视频采集系统主要由主机控制采集，用户可以方便地通过系统进行监控。因此通过实际测试，系统可以实现所需要的功能且具有良好的人机交互界面，实用性很强。

本文基于ARM9内核以及Windows CE嵌入式操作系统，同时结合GPRS技术，提出一种远程数据采集和控制的方法。利用嵌入式系统的低功耗、低成本、多任务以及高可靠性和高实时性等特点，通过设计、调用核心的流驱动函数，实现了一个具有远程数据采集和控制功能的应用系统，扩展相应的外围设备可以将该系统应用于更多领域。在后续的工作中，将继续研究利用另一个嵌入式系统作为客户机，通过MMS协议模块发送实时图像数据，从而增强系统的功能，进一步加深在物联网和智能家居控制等领域的应用。