淺議基于WinCE的通信技術(shù)

1、    淺議基于wince的通信技術(shù)    侯萱（中國計量大學 浙江杭州 310018）摘要：本文著重闡述了基于嵌入式系統(tǒng)pda在windows ce平臺下實現(xiàn)紅外通訊功能的開發(fā)方法，目的在于實現(xiàn)遵從irda標準的pda系統(tǒng)與和irda標準不兼容的紅外設(shè)備進行通訊。主要內(nèi)容涉及pda針對與irda協(xié)議不兼容設(shè)備進行紅外通訊的解決辦法，相關(guān)驅(qū)動程序設(shè)計方法與開發(fā)策略，以及實際驗證與研究結(jié)論等，核心的技術(shù)思路是通過對紅外通訊協(xié)議進行自定義進而繞開irda協(xié)議，通過evc開發(fā)環(huán)境開發(fā)相關(guān)驅(qū)動程序?qū)da進行下載，從而通過pda的urat串行端口發(fā)送與協(xié)議相對應(yīng)

2、的編碼到ir收發(fā)器，實現(xiàn)需求的紅外通信功能。文中對技術(shù)方法、設(shè)計思路、開發(fā)流程、編譯環(huán)境，以及驅(qū)動程序主要模塊的關(guān)鍵源代碼，給予了充分的闡述和說明。關(guān)鍵詞：紅外通訊；自定義協(xié)議；irda1.前言由于紅外通信的方便高效，使之在pc、pc外設(shè)以及信息家電等設(shè)備上的應(yīng)用日益廣泛，如目前pda的紅外通信收發(fā)端口已成為必要的通信接口，因此應(yīng)用pda的紅外收發(fā)端口對某些受紅外控制的設(shè)備進行控制與通信正成為一個新的技術(shù)應(yīng)用方向。由于當前pda紅外收發(fā)協(xié)議都是遵照irda協(xié)議的，而大部分的紅外通信器所使用的ir通信協(xié)議一般并不與irda協(xié)議相兼容。為實現(xiàn)與這類設(shè)備進行紅外通信，必須對紅外通訊協(xié)議進行自定義，開

3、發(fā)相關(guān)驅(qū)動程序?qū)da進行下載，從而通過pda的urat串行端口發(fā)送與協(xié)議相對應(yīng)的編碼到ir收發(fā)器，實現(xiàn)需求的紅外通信功能?？紤]到當前pda采納的pocket pc架構(gòu)是基于wince系統(tǒng)，由于wince系統(tǒng)是專門為信息設(shè)備和嵌入式應(yīng)用等所設(shè)計，并具有可壓縮、高效和易升級特性的操作系統(tǒng)，因此在wince平臺上利用evc開發(fā)環(huán)境，開發(fā)和編譯自定義協(xié)議的紅外通訊驅(qū)動程序和應(yīng)用軟件，進而實現(xiàn)基于wince的自定義紅外協(xié)議pda通訊技術(shù)，對于pda通訊功能的拓展和相關(guān)紅外通訊設(shè)備的適用性提高，具有很好的技術(shù)深化意義和開發(fā)應(yīng)用價值。2.紅外通訊基本原理與irda協(xié)議簡介紅外通訊一般采用紅外波段內(nèi)的近紅外

4、線，波長在0.75m至25m之間，目前紅外通信主要應(yīng)用在無線遙控領(lǐng)域。紅外遙控器在發(fā)射遙控指令時把二進制數(shù)調(diào)制成一系列的脈沖串行格式信號后發(fā)射出去，常用的調(diào)制方法有脈沖寬度調(diào)制（pwm）和脈沖位置調(diào)制（ppm）兩種，用于遙控的紅外信號的載波頻率大約在36khz上下，通常以載波的通斷實現(xiàn)。紅外受控器件的接受頭在接受到紅外光波時，如果光波的頻率是在要求的頻率下，如3840khz，則在接受頭輸出端輸出低電平，反之則是高電平。irda是常用于計算機和外設(shè)中的紅外傳輸標準，該標準起源于hewlett-packard計算器中使用的紅外通信連接。最初的irda標準定義協(xié)議是irda1.0，簡稱為sir（se

5、rial infrared），它是基于hp-sir開發(fā)出來的一種異步的、半雙工的紅外通訊方式。sir以系統(tǒng)的異步通訊收發(fā)器（uart）為依托，通過對串行數(shù)據(jù)脈沖的波形壓縮和對所接收的光信號電脈沖的波形擴展這一編碼解碼過程（3/16 endec）實現(xiàn)紅外數(shù)據(jù)傳輸。由于受到uart通訊速率的限制，sir的最高通訊速率只有115.2kbps，即通常的電腦串行端口的最高速率，但在一般應(yīng)用中已能滿足傳輸設(shè)備對通訊速率要求。隨后irda又推出了更高速率的協(xié)議標準，如fir（傳輸速率達到4mbit/s）和vfir協(xié)議標準（傳輸速率達到16mbit/s）。3.自定義紅外協(xié)議pda通訊技術(shù)3.1 wince系統(tǒng)

6、紅外通訊特點windows ce的設(shè)計思路是一種小型基于rom的，具有win32子集api的操作系統(tǒng)，同時windows ce設(shè)備幾乎均具有與irda協(xié)議兼容的紅外ir端口。一般基于wince的設(shè)備具有3種實現(xiàn)紅外ir通信的方法，即原始ir、仿真紅外串口ircomm和紅外套接字irsock。原始ir就是系統(tǒng)將ir收發(fā)機作為串行電纜，不對數(shù)據(jù)做任何處理，而由應(yīng)用程序負責檢測沖突和其它可能發(fā)生的問題；ircomm模式把紅外口虛擬為串口和并口，通訊時把它作為一個串口或并口來對待。ircomm端口在很多方面與串行端口和原始ir端口不同。這些差別是因為ircomm端口是一個模擬端口而不是真實的設(shè)備。ir

7、comm驅(qū)動程序使用irsock來管理ir鏈接。然后驅(qū)動程序只負責反映數(shù)據(jù)流和一些控制字符以便模擬串行連接。irsock實際上是一種與套接相似的api，這種api建立在用于紅外通信的irda堆棧頂端。irsock是irda堆棧唯一高級接口，irsock所提供的是一種查詢準備通過紅外端口進行會話的設(shè)備的方法，以及仲裁、沖突偵測和控制。3.2 設(shè)計與開發(fā)思路基于pda自定通訊協(xié)議技術(shù)實現(xiàn)對移動通訊信道分配仿真器的紅外控制，關(guān)鍵是在紅外通訊的基本收發(fā)規(guī)則的基礎(chǔ)上，通過自定義紅外通訊協(xié)議進而繞開irda協(xié)議，進行驅(qū)動程序和應(yīng)用軟件的開發(fā)。首先必須使用原始ir方法進行通訊，同時要考慮如何實現(xiàn)3840kh

8、z的紅外載波，解決思路是通過設(shè)置串口的波特率為115200hz，數(shù)據(jù)位為8位，偶校驗，兩個停止位，并由串口連續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)0xdb，則完整的串行通信數(shù)據(jù)幀就是011011011011，由此連續(xù)發(fā)送的0xdb數(shù)據(jù)就構(gòu)成了38.4khz的載波；其次要考慮采用合適的驅(qū)動程序與應(yīng)用軟件的編譯環(huán)境，由于是evc（embedded visual c+）是對應(yīng)wince平臺進行嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的軟件編譯環(huán)境，在開發(fā)手段與編譯方式上與vc+非常類似，因此基于evc編譯環(huán)境進行相關(guān)驅(qū)動程序和應(yīng)用軟件的開發(fā)，在編譯調(diào)試通過后下載到pda上，即可實現(xiàn)對通訊仿真器的紅外控制功能。4.結(jié)束語本文自定義的紅外協(xié)議是按照有調(diào)制脈

9、沖編碼方式進行的，也可以改變makestream（）來實現(xiàn)其他的編碼方式，在這種情況下當獲知某種紅外遙控設(shè)備的編碼協(xié)議后，則可以使用pda對該設(shè)備進行紅外控制，從而實現(xiàn)pda的通用控制器角色并易于走進工業(yè)控制領(lǐng)域。進一步的開發(fā)改進方向可以在pda上構(gòu)建小型數(shù)據(jù)庫，并且存儲多種紅外控制協(xié)議，從而使該紅外控制驅(qū)動程序更為通用；另外以上紅外控制方案僅涉及到紅外發(fā)送功能，如果要增加紅外接受功能，則可利用基于irda協(xié)議的ircomm和irsock方法。隨著pc上紅外應(yīng)用的日益廣泛以及對紅外通信質(zhì)量要求的提高，與irda協(xié)議兼容的設(shè)備將越來越多，以該兩種方法開發(fā)驅(qū)動程序?qū)崿F(xiàn)pda的多功能紅外控制較采用原始ir方法將更加高效和穩(wěn)定。參考文獻1美 douglas boling 著. microsoft windows ce 程序設(shè)計. 北京大學出版社. 1999年8月2美 john catsoulis 著. 嵌入式硬件設(shè)計 徐君明等譯. 中國電力出版社3microsoft windows ce programmers guide