吳康

    本文主要介紹新微型因特網(wǎng)接口TINl(Tiny InterNet Interfaces)平臺(tái)組成特點(diǎn)及從農(nóng)業(yè)調(diào)節(jié)灌溉系統(tǒng)到全方位的開發(fā)應(yīng)用。

    微型因特網(wǎng)接口(Tiny InterNet Interfaces—TINl)平臺(tái)由一個(gè)基于徽控制器的芯片組及支持固件組成，全部由Dallas Semiconductor開發(fā)。在此平臺(tái)之上，配合相應(yīng)的硬件及軟件開發(fā)工具，可以利用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的Java編程語言，迅速開發(fā)并試制出具備IP網(wǎng)絡(luò)能力，面向真實(shí)世界的測(cè)量及控制系統(tǒng)(見圖1)。

圖1：用TINI平臺(tái)迅速開發(fā)并試，制出具備IP網(wǎng)絡(luò)能力，面向真實(shí)世界的測(cè)量控制系統(tǒng)框圖。

從TINI起步

    眾所周知，開發(fā)—個(gè)嵌入式應(yīng)用的最快捷徑就是采用一個(gè)巳搭建好的并且經(jīng)過驗(yàn)證的設(shè)計(jì)作為系統(tǒng)的硬件部分。TINl驗(yàn)證模塊(VM)正是為此目的而開發(fā)；同時(shí)，它也可作為DS80C400網(wǎng)絡(luò)微控制器的一個(gè)參考設(shè)計(jì)，在驗(yàn)證模塊(VM)中，該微控制器構(gòu)成了TINI芯片組的核心部分。Dallas Semiconducmr公司可以提供完整的TVM原理圖和元件列表，這樣，可以將它全部或部分地復(fù)制到你的特定項(xiàng)目中。多數(shù)情況下，目標(biāo)系統(tǒng)只需要整套TINI芯片組中的一部分。利用TINI驗(yàn)證模塊，軟件開發(fā)可基于一個(gè)經(jīng)過驗(yàn)證的設(shè)計(jì)進(jìn)行，同時(shí)展開更為優(yōu)化的硬件開發(fā)，這樣，從總體上縮短了產(chǎn)品面市的時(shí)間。

     TINIm400-144-02 TVM裝配于144引腳SO DIMM(小型封裝雙列直插式存儲(chǔ)模塊)，一種普遍用于筆記本電腦DRAM的外形結(jié)構(gòu)，再配合TINIs400插座板，就組成-個(gè)綜合性的開發(fā)系統(tǒng)，它具有以下特性：

運(yùn)行于29.5MHz的DS80C400處理器；

IMB電池備份的SRAM和IMB閃存ROM；

10／100base-T以太網(wǎng)接口；

    兩個(gè)1—Wire接口(一個(gè)被用于板上的內(nèi)部應(yīng)用，一個(gè)用于外部連接)；

    兩個(gè)RS-232串口，其中—個(gè)只有全部流控制線，以及—個(gè)CAN(控制局部網(wǎng)絡(luò))和SPITM (串行外設(shè)接口)。

    除了T1NIm400模塊和TINIs400插座板，其它必要的硬件只有一個(gè)電源(8V至20V AC／DC)和連接插座板所需的電纜，例如用于以太網(wǎng)的5類線。用于串口的9針亞D型口。以及用于1-Wire(一線接口)的RJ11。

    關(guān)于TINI平臺(tái)特點(diǎn)與應(yīng)用

    以農(nóng)業(yè)調(diào)節(jié)灌溉系統(tǒng)為應(yīng)用實(shí)例作一說明。

    一個(gè)遠(yuǎn)程農(nóng)業(yè)站需要監(jiān)測(cè)溫度，降雨和濕度條件，并基干所測(cè)得的天氣狀況的調(diào)節(jié)灌溉系統(tǒng)。采用一臺(tái)個(gè)人電腦可以完成這個(gè)任務(wù)，但是它的正常運(yùn)行時(shí)間可能無法滿足此類無人職守應(yīng)用的要求。作為一個(gè)亞PC系統(tǒng)，TINI更廉價(jià)，更緊湊，消耗功率更低，井且更易于維護(hù)。此外，TINI還支持許多底層的通信接口，這些通常是PC所沒有的。

    通過TINI所提供的各種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)接口，各色各樣的傳感器和執(zhí)行器可以被整合起來，搜集天氣數(shù)據(jù)和控制灌溉系統(tǒng)。如果某個(gè)設(shè)備的接口不直接被TINl支持，輔以適當(dāng)?shù)闹С蛛娐�，利用用戶I/O庫(kù)可將設(shè)備映射到TINI的存儲(chǔ)器總線上。

    TINI操作系統(tǒng)支持多任務(wù)和多線程，因此，農(nóng)業(yè)站軟件在與多個(gè)設(shè)備通信的同時(shí)，可在后臺(tái)處理數(shù)據(jù)，利用TINI平臺(tái)可通過無線或有線網(wǎng)絡(luò)，對(duì)設(shè)備實(shí)行監(jiān)視和控制(見圖2)。

    一旦建立起傳感器／執(zhí)行器和TINl之間的數(shù)據(jù)通道，采集到的數(shù)據(jù)便可由軟件分析和記錄。TINI運(yùn)行Java代碼的能力使設(shè)汁者不必花費(fèi)時(shí)間去熟悉DS80C400處理器的內(nèi)部細(xì)節(jié)，而代碼中嚴(yán)格要求實(shí)時(shí)的部分如有必要可以定制。利用Java本地方法機(jī)制可將高度優(yōu)化的匯編代碼包含到應(yīng)用中。

    TINI運(yùn)行環(huán)境包含一個(gè)完整的JavaVM(虛擬機(jī))和APl(應(yīng)用程序接口)，它們包括Java 1.1API(應(yīng)用程序接口)的一個(gè)子集和TINI獨(dú)有的一些附加功能，例如用于專用通信協(xié)議的設(shè)備I／0例程。Java強(qiáng)健的聯(lián)網(wǎng)API和強(qiáng)化的安全性及存儲(chǔ)器管理使其成為TINI環(huán)境的理想選擇。TINI提供的Java支持允許應(yīng)用軟件在許多現(xiàn)有的Java集成開發(fā)環(huán)境(1DE)下開發(fā)。應(yīng)用軟件還可以在其它平臺(tái)例，如PC 上開發(fā)，完成后再傳送給TINI。

    如果TINI中不需要Java支持，可以將它移走而不會(huì)犧牲TINI所提供的全部功能。TINI操作系統(tǒng)的內(nèi)核包含于DS80C400的ROM中，并且還包含了一個(gè)完整的IPv4／IPv6嵌入式網(wǎng)絡(luò)棧，以及采用TFTP(普通文件傳輸協(xié)定)的自動(dòng)網(wǎng)絡(luò)引導(dǎo)能力。這種功能無需Java VM(虛擬機(jī))即可使用。以這種方式運(yùn)行的應(yīng)用程序可直接用匯編編寫或者由c語言編譯。

TINI應(yīng)用從區(qū)域到全球的拓寬

    如果我們的目標(biāo)只是建立一個(gè)本地的閉環(huán)控制系統(tǒng)的話，到這