灯控系统WINCE端设计与开发

随着社会的进步,科技的发展,人们的生活水平日益提高,需求也随之不断地变化,传统的灯光控制系统仅仅实现了基本的照明功能,显然已不能满足人们多姿多彩的高品质生活。在这个自动化与智能程度不断提高的今天,具有安全、节能、舒适等特点的智能化灯光控制系统在人们的家居生活中显得越来越重要。
本文设计了一种以PDA为控制器的结构简单、操作方便的智能灯光控制系统。通过PDA实时发送控制信号至网络服务器,通过网络服务器实现对相应灯的控制。
设计期间主要做了以下工作:分析灯光控制系统的具体流程,设计系统架构图,图形化控制界面的开发。
关键词:Windows CE  Personal Digital Assistant  TCP/IP协议
With the progress of the society, the development of science and technology, the improvement of people's living standard, increasingly, demand has been constantly changing, the traditional lighting control system only realize the function of basic lighting, obviously can't satisfy people colorful high quality life. In increasing the degree of automation and intellectualization of today, has many characteristics, such as safety, energy saving, comfort the intelligent lighting control system is more and more important in people's home life.
In this paper, we design a PDA as the simple structure, convenient operation of the controller of intelligent lighting control system. By PDA signal in real time to a web server, server through the network control system for the corresponding    M000287
During design mainly done the following work: analysis of lighting control system of the specific process, design the system architecture diagram, the development of graphical interface control
Keywords: Windows CE; Personal Digital Assistant; TCP / IP protocol
1.5 论文的结构
本文主要介绍了一种基于单片机的智能灯光控制系统。并对其功能和技术需求进行了分析,设计了该系统的具体架构、开发了系统的应用界面。论文的具体结构如下:
第一章:列举了传统的灯光控制方式并与智能灯光控制系统进行比较、指明了智能灯光系统发展阶段和研究意义;
第二章:介绍了该智能灯光控制系统的开发环境、开发语言和硬件平台;
第三章:对智能灯光控制系统的功能和技术需求进行分析; 
第四章:WINCE灯控系统的搭建、涉及通信协议的介绍和功能模块分析;
第五章:智能灯控系统的实现与测试,主界面设计与实现、功能实现、系统测试。 查看完整请+Q:351916072获取
2.1 开发工具Visual studio 2008
Microsoft Visual Studio 2008是面向Windows Vista、Office 2007、Web 2.0的下一代开发工具,代号“Orcas”,是对Visual Studio 2005一次及时、全面的升级。
VS2008引入了250多个新特性,整合了对象、关系型数据、XML的访问方式,编程语言更加简洁。使用Visual Studio 2008可以高效开发Windows应用程序。设计器中可以实时反映变更,XAML中智能感知功能可以提高开发效率。同时Visual Studio 2008支持项目模板、调试器和部署程序。Visual Studio 2008可以高效开发Web应用,集成了AJAX 1.0,包含AJAX项目模板,它还可以高效开发Office应用和Mobile应用。
Visual Studio 2008 在三个方面为开发人员提供了关键改进:
1、快速的应用程序开发
为了帮助开发人员迅速创建先进的软件,Visual Studio 2008 提供了改进的语言和数据功能,例如语言集成的查询 (LINQ)。各个编程人员可以利用这些功能更轻松地构建解决方案以分析和处理信息。
开发人员能够在Visual Studio 2008中创建面向多个 .NET Framework 版本的应用程序。即开发人员能够同时构建面向 .NET Framework 2.0、3.0 或 3.5 的应用程序。
2、高效的团队协作
Visual Studio 2008 提供了帮助开发团队改进协作的扩展的和改进的服务项目,包括帮助将数据库专业人员和图形设计人员加入到开发流程的工具。
3、突破性的用户体验
Visual Studio 2008为开发人员提供了在最新平台上加速创建紧密联系的应用程序的新工具,这些平台包括 Web、Windows Vista、Office 2007、SQL Server 2008 和Windows Server 2008。对于 Web,ASP NET AJAX 及其他新技术使开发人员能够迅速创建更高效、交互式更强和更个性化的新一代 Web 体验。
2.2 开发语言C#
C#是微软公司发布的一种面向对象的、运行于.NET Framework之上的高级程序设计语言。并定于在微软职业开发者论坛(PDC)上登台亮相。C#是微软公司研究员Anders Hejlsberg
的最新成果。C#看起来与Java有着惊人的相似;它包括了诸如单一继承、接口、与Java几乎同样的语法和编译成中间代码再运行的过程。但是C#与Java有着明显的不同,它借鉴了Delphi的一个特点,与COM(组件对象模型)是直接集成的,而且它是微软公司 .NET windows网络框架的主角。
C#是由C和C++衍生出来的一种简单、安全、面向对象的编程语言。它在继承C和C++强大功能的同时去掉了一些复杂特性(例如没有宏以及不允许多重继承)。C#综合了VB简单的可视化操作和C++的高运行效率,同时借鉴和发展了Java的一些概念,以其强大的操作能力、优雅的语法风格、创新的语言特性和便捷的面向组件编程的支持成为.NET开发的首选语言。
C#是面向对象的编程语言。它使得程序员可以快速地编写各种基于MICROSOFT .NET平台的应用程序,MICROSOFT .NET提供了一系列的工具和服务来最大程度地开发利用计算与通讯领域。
C#使得C++程序员可以高效的开发程序,且因可调用由 C/C++ 编写的本机原生函数,因此绝不损失C/C++原有的强大的功能。因为这种继承关系,C#与C/C++具有极大的相似性,熟悉类似语言的开发者可以很快的转向C#。
C#剔除了C++中繁杂和易于出错的一些规则,语法非常简单易用。在简化语法和提供类型安全的同时,C#还提供了一些比C++和Java更加强大的功能,包括特性(attribute)、属性(property)、可控类型(nullable type)、枚举(enum)、委托(delegation)、匿名方法和直接内存访问等。C#是一种完全、纯粹的面向对象语言,支持封装、继承和多态性;C#支持泛型,提供了优秀的类型安全和性能;C#还提供了迭代器,允许集合类的实现者定义自定义的迭代行为,简化了客户端代码对它的使用。
2.3 硬件方案
2.3.1 PDA简介
PDA(Personal Digital Assistant),即“个人数字助理”,是集电子记事本、便携式电脑和移动通讯装置为一体的电子产品,能把个人平常所需的资料数字化。按其功能范围可以分为广义和狭义两种,具体如下:
狭义上的PDA指的是电子记事本,主要用于管理个人信息,如通讯录、记事备忘、计算机、录音、词典等功能。这些功能都是固化的,用户不能增加新的功能。
广义上PDA即掌上电脑,这种手持设备兼有计算、网络、电话、传真等功能,使得个人信息管理变得尤为的方便。随着现代信息技术的发展,GPS、PAGER、BLOOTH、MP3、IPPHONE等技术也已融入PDA的设计之中[7]。
2.3.2 PDA嵌入式操作系统的选择
嵌入式操作系统分为芯片级嵌入和模块级嵌入两种。芯片级嵌入是指系统中使用含程序或算法的处理器的嵌入式系统;而模块级嵌入是指系统中使用某个核心模块的嵌入式系统。本文中涉及的嵌入式操作系统为模块级嵌入。根据系统的需要和软件开发的特点,在进行嵌入式操作系统选型时要注意以下的原则:
1、入市的时间。 查看完整请+Q:351916072获取
产品进入市场所需的时间在一定程度上反映了该产品性能的优劣。一般,性能好、竞争力强的产品很快就会被用户接受和推广,能够更快的融入市场。只有经用户的不断使用,产品自身的不足和优势才会日益显现。从而根据用户的需求的变化,不断地完善或研发新产品。
2、可移植性。
在进行嵌入式软件开发时,可移植性是一个需要重点考虑的问题。一个良好的嵌入式软件应该能够在不同系统、不同平台上运行,其可移植性的好坏与其操作系统无关。但是,嵌入式软件的通用性和性能通常是矛盾的,要获取其通用性,软件的一些特性必将舍弃。当产品与开发平台、开发软件紧密结合时,该产品的特色就会凸显数来。
3、系统的定制能力。
不同于传统PC的Wintel结构,信息产品中用户的需求是千差万别的,对其硬件系统的要求也参差不齐,这就需要系统的制定能力很高。操作系统底层需要是可修改的。在实际开发系统时,往往会对系统的底层进行相应的改动,如系统初始化程序、驱动等等。
4、成本。
成本是所有产品都必须考虑的问题。产品成本通常包括:搭建操作系统所需的成本和开发人员培训的成本。搭建操作系统所需的成本包括购买操作系统本身的成本,目前市场上只有Linus是免费的。产品开发的关键是开发时间的长短、成本的高低。为降低成本,缩短产品研发的时间,开发时开发人员应尽量使用已经掌握或容易掌握的操作系统。
5、可利用的资源。
产品的开发通常都是以快速、低成本、高质量的推出满足用户需求的产品为目的的。开发出产品的特色是首要的,而其他功能可以尽量由操作系统附加或采用第三方产品。因此,操作系统的可利用资源对于选型是一个重要的参考条件。被选择的操作系统的可利用资源要尽量丰富。而有些实时操作系统由于比较封闭,开发时可利用资源很少,大部分功能需要开发人员自己研发,大大延长了产品的开发的进度。
6、中文内核的支持。
国内的产品都需要对中文的支持,而操作系统多数是采用英文字母编码,这就必须要考虑该操作系统是否支持双字节编码方式、是否遵循GBK、GB18030等国家标准、是否支持中文的输入和处理、是否具有第三方中文输入接口等等[10]。
根据以上嵌入式操作系统选型原则,我们选取Windows CE操作系统作为该智能灯光控制系统的操作系统:
第一,Windows CE操作系统入市时间较短。Windows CE操作系统是现有操作系统中资源最多的,相比于其他编程人员较为匮乏的操作系统,能大大缩短开发的时间,加快了软件开发的进度;
第二,Windows CE操作系统是可裁剪的,其可移植性比较高;
第三,Windows CE操作系统的定制能力强,随着Windows CE从Windows CE3.0开始实行源代码开放、微软在嵌入式领域力度的加强,其定制能力也有了大幅度的提升;
第四,Windows CE操作系统可参考、利用的资源很多,大大节约了开发人员的培训成本、缩短了开发时间,节约了部分开发成本;
最后,Windows CE操作系统支持中文内核。Windows CE操作系统是基于Unicode的,支持多国语言输入,同时Windows CE操作系统也支持中文输入。
2.3.3 上位机简介
上位机是一台可以发出特定操控命令的计算机。上位机通过操作预先设定好的命令,将命令传递给下位机,通过下位机来控制设备完成各项操作。下位机是直接控制设备、获取设备状况的计算机,一般是PLC/单片机之类的。上位机都有特定的编程,有专门的开发系统,或以上是已 查看完整请+Q:351916072获取经规定好任务,只能按特定的任务进行操作。简单说上位机就是命令的下达者,而下位机则是命令的执行者[13]。
2.3.4 PDA和上位机在系统中的应用
?PDA:本文中,PDA作为智能灯光控制系统的控制器,对整个智能灯光控制系统进行控制。将PDA通过IP地址与目标电脑进行连接。连接成功后,通过点击PDA端WINCE程序“打开”“关闭”按钮控制相应LED灯的亮灭。
?上位机:本文中,上位机作为智能灯光控制系统中的服务器与手持机PDA和单片机相连接,用于与PDA和单片机之间的信息传递。上位机和手持机PDA之间通过TCP/IP协议进行通信,而上位机和单片机之间通过RS232串口通信协议进行通信。
2.4 本章小结
本章主要介绍了该智能灯光控制系统开发环境、开发语言和硬件方案。详细介绍了开发环境Visual studio2008和开发语言C#。简单的介绍了智能灯光控制系统的硬件方案,指明了PDA嵌入式操作系统WINCE的选择、PDA和上位机在系统中的位置和作用。
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1. 绪论    1
1.1 传统的灯光控制方式    1
1.1.1 机械式灯光控制方式    1
1.1.2 电子式灯光控制方式    1
1.2 智能灯光控制方式与传统灯光控制方式的比较    1
1.3 智能灯光控制系统的发展    2
1.4 智能灯光控制系统研究的意义    2
1.5 论文的结构    3
1.6 本章小结    3
2. 开发工具、开发语言及硬件方案    4
2.1 开发工具Visual studio 2008    4
2.2 开发语言C#    4
2.3 硬件方案    5
2.3.1 PDA简介    5
2.3.2 PDA嵌入式操作系统的选择    6
2.3.3 上位机简介    7
2.3.4 PDA和上位机在系统中的应用    8
2.4 本章小结    8
3. 智能灯光控制系统的需求分析    9
3.1 智能灯光控制系统的项目背景    9
3.2 智能灯光控制系统的功能需求    9
3.3 智能灯光控制系统的技术需求    10
3.4 本章小结    10
4. 灯控系统的架构搭建和功能模块分析    11
4.1 WINCE灯控系统的架构搭建    11
4.1.1 WINCE灯控系统的架构    11
4.2 智能灯光控制系统的功能模块分析    11
4.2.1 智能灯光控制系统的总功能流程图    11
4.2.2 智能灯光控制系统的灯光控制流程图    12
4.3 WINCE灯控系统中涉及的通信协议    15
4.3.1 TCP/IP协议    15
4.3.2 RS232串口通信协议    16
4.3.3 ZigBee协议    16
4.4 本章小结    16
5. 智能灯控系统的实现与测试    17
5.1WINCE灯控系统主界面    17
5.1.1WINCE灯控系统的主界面    17
5.2 WINCE项目的创建    18
5.3 智能灯光控制系统的功能实现    20
5.3.1 IP地址连接模块的实现    20
5.3.2 LED灯控制模块的实现    21
5.4 软件系统的测试    26
5.4.1 软件系统的测试和维护    26
5.4.2 软件系统测试环境的部署    27
5.5 本章小结    31
6. 总结和展望    32
6.1 总结    32
6.2 展望    32
参考文献    33
致谢    34 查看完整请+Q:351916072获取

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好棒文