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Palm J2ME串行通讯程序编写与调试


  Palm是3Com公司的产品,其操作系统PalmOS是一种32位的嵌入式操作系统。Palm硬件提供了标准串行通讯接口(RS232接口)和红外线传输接口。利用它可以方便地与其它外部设备通讯、传输数据。目前3Com公司与Sun公司积极合作,已经提供了非常完善的嵌入式Java(J2ME),并提供了CLDC1.03和Palm相应的配置。基于PalmOS平台的Java虚拟机为KVM,此虚拟机中已经提供了完善的对Palm串行通讯口读写的SDK程序开发包。利用该开发包可以方便地开发Palm与外围设备的串行通讯的应用程序。
  
  串行通讯历来是计算机软件界经久不衰的应用与研究内容之一。计算机串行通讯系统因为利用的外围硬件少,通常传输距离为15米,如果配合光电转换器,可将传输距离延长至若干公里。如果通讯双方使用Modem,再配合电话线,就可以使在任意位置的通讯双方实现串行通讯。串行通讯被广泛地应用在工业数据采集、IC卡读写等领域。由于Palm程序的编写与调试步骤与台式PC机不同,所以一些与Palm串行通讯的设备必须拿到室外才能正常使用。如GPS的接收机、GPS的全球定位系统、GPS的接收设备等,它们必须在室外,并且必须在较开阔的位置才能接收到足够的卫星数目,GPS接收机才能解算出当前的位置。然后,需要通过GPS接收机的串行通讯口将解算出的结果按照NMEA0183协议将数据发送出去,并实现定位。这就使得Palm串行通讯程序调试起来非常复杂。
  
  笔者从事J2ME嵌入式程序开发1年有余,找到了一套较高效的编写和调试Palm J2ME嵌入式程序的方法,以下将详细介绍。
  
  Palm串行通讯应用程序的开发步骤
  
  通常Palm应用程序的开发是利用台式PC编写,编写后编译成Palm应用程序,然后将其导入到台式PC的Palm模拟器中运行调试。程序调试完成后,通过台式PC与Palm的同步软件(HotSync)导入到真正的Palm硬件,从而实现应用程序在Palm硬件上的运行(见图1)。
   
  图1 Palm应用程序开发步骤UML活动图
  
  Palm串行通讯的硬件环境
  
  由于Palm串行通讯涉及到对硬件的操作,所以单纯地利用Palm模拟器无法调试Palm串行通讯程序,必须采用软件与硬件相结合的方法才可以。方法如下:
  
  首先将Palm模拟器的串行通讯口映射到台式PC的物理串行通讯口。具体操作为鼠标右击Palm模拟器,选择Setting,然后选择Properties,再选择Serial Port,最后选择Com1。注意此串行通讯口设备必须未被其它设备使用。随后使用9针的D型串行通讯接口将PC物理通讯端口与Palm相通讯的设备连接一起。
  
  当在同一台PC上完成Palm模拟器与PC串行通讯时,需要制作一根Null Modem串行通讯电缆,详细制作可参照相关串行通讯资料。
  
  串行通讯辅助调试软件
  
  终端仿真程序是Windows 9x/NT/2000自带的应用软件,是功能强大的串行通讯辅助调试软件,利用它可以方便地完成PC计算机之间的串行通讯。我们在此介绍终端仿真程序,并不是单纯地为了介绍Windows系统自带的软件,而主要是为了调试串行通讯程序。
  
  终端仿真程序位于Windows工具“开始-程序-附件-通讯-超级终端”。如果系统中尚未安装超级终端程序,请选择“控制面板-添加删除程序”,选择Windows,选择通讯,选中超级终端复选项,然后按照提示插入Windows 9x/NT/2000系统安装光盘,完成终端仿真程序的安装。
  
  启动超级终端程序Hpertrm.exe,选定串行通讯端口(Com1或Com2),然后设定好通讯速率与校验位。例如串行通讯速率为9600波特,数据位为8位,无奇偶校验,停止位为1位(见图2、图3)。
   
  图2 超级终端串行通讯端口设定
   
  图3 超级终端串行通讯速率设定
  Palm J2ME串行通讯程序设计举例
  
  一般来说,串行通讯的双方都必须遵守相同的通讯数据格式,编写各自的通讯程序。由于通讯程序的编写涉及到通讯的双方,所以任意一方通讯程序的错误都将导致通讯的失败,也将给编写和调试通讯带来许多困难。笔者通过反复试验发现,利用Windows终端仿真通讯程序模拟通讯双方中一方,然后调试通讯双方中另一方与Windows终端仿真通讯,当通讯两方都与Windows终端仿真调试成功后,即可实现它们之间的串行通讯了。这样可以最大限度地减少串行通讯程序的调试工作量,提高程序开发速度(见图4)。假设目前要设计两个串行通讯系统,分别是PC机显示Palm数据系统和Palm显示PC端数据系统,它们的具体实现如下:
   
  图4 串行通讯UML关系图
  
  PC机显示Palm数据系统
  
  将Palm的数据库内容通过串行通讯,按照串行通讯9600波特速率、数据位为8位、无奇偶校验、停止位为1位传送到PC计算机,并显示。此系统涉及到Palm端程序和PC计算机端程序。
  
  1. Palm端程序(见图5)
   
  图5 Palm端程序UML状态图
  
  Palm端程序主要分三步:
  
  (1)打开Palm内部数据库,设Palm内部的数据库的标识为:
  
  dbtype=gpsd,creatorID=6657;
  static int dbType = 0x67707364; // gpsd
  static int dbCreator = 0x36363537; // '6657'
  Database db = new Database(dbType, dbCreator, Database.READONLY);
  ......
  
  由于不涉及到对数据库的写操作,所以这里以只读的方式打开Palm内部数据库。
  
  (2)打开Palm串行通讯端口,构造serialPort对象,使用serialPort.open方法打开串口。
  
  Protocol serialPort = new Protocol();
  serialPort.open("0;baudrate=9600;bitsperchar=8;stopbits=1;parity=none;autorts=off;autocts=off;blocking=off",1, true);......
  
  (3)发送数据,通过serialPort对象的openOutputStream()方法,获取OutputStream数据流,并赋给os对象,代码为OutputStream os = serialPort.openOutputStream()。然后,读取Palm内部数据库gpsd的每条记录内容,将内容按字节通过串行通讯传送到PC,并通过os.write(),将数据写入串口。主要代码为:
  
  byte [] rnl={13,10};
  for (int i=0;i   {
   Graphics.getGraphics().drawString("send record No."+i,30,100);
   os.write(db.getRecord(i));
   os.write(rnl);
   }
  os.flush();
  ......
  
  如果串行通讯数据传输完毕,关闭串行通讯端口和Palm内部数据库。代码如下:
  
  System.out.println("Send finished!");
  os.close();
  System.out.println("connection closed.");
  ......
  
  将此程序编译、安全校验、封装成Palm格式的Prc应用程序,然后传送到Palm模拟器上。将Palm模拟器的串行通讯端口映射为PC的Com1通讯端口,使用Windows自带的终端仿真程序模拟PC来完成串行通信。启动Windows自带的终端仿真程序,设置其使用端口为Com2,设定串行通讯速率为9600波特、数据位为8位、无奇偶校验、停止位为1位,然后使用Null Modem串行通讯电缆将PC的Com1和Com2端口物理连接。
  运行上述Palm程序可以发现,Palm模拟器通过串行通讯将内部数据传送到Windows自带的终端仿真程序的对话窗口中了。由于该对话窗口只能保存500行的对话内容,所以如果大于500行,可以选择Windows超级终端的“传送”菜单,选择捕获文本,将对话内容直接保存到一个标准的文本文件中。
  
  2. PC端串行程序(见图6)
  
  图6 PC断程序UML状态图
  
  可以将PC端串行程序看为类似超级终端的应用程序。PC端串行程序完成的工作主要有,按照设定的传输速率(必须与Palm端的串行通讯参数一致)打开串行通讯端口,然后启动线程,并且监听串行通讯端口数据。接收到数据后,将数据显示。具体程序步骤如下:
  
  (1)安装好Sun Java 串行通讯SDK类库,在程序中引入相应的类,代码为import javax.comm.*。然后采用循环枚举的方法,判断读取PC机上的串行通讯口的状态(此处通讯口是Com2),代码如下:
  
  static Enumeration portList;
  portList = CommPortIdentifier .getPortIdentifiers();
  while (portList.hasMoreElements()) {
   portId = (CommPortIdentifier) portList.nextElement();
   if (portId.getPortType() == CommPortIdentifier.PORT_SERIAL) {
   if (portId.getName().equals("COM2")) {
  Reader reader = new Reader();
   }
  .....
  
  (2)打开串口,获取串行通讯数据流,代码如下:
  
  public Reader() {
   try {
   serialPort = (SerialPort) portId.open("Li", 2000);
   } catch (PortInUseException e) {}
   try {
   inputStream = serialPort.getInputStream();
   } catch (IOException e) {}
  
  (3)在serialPortEventListener事件中,判断是否串口有数据到来,如果有就将数据显示出来,代码如下:
  
  public void serialEvent(SerialPortEvent event) {
   switch(event.getEventType()) {
   case SerialPortEvent.BI:
   case SerialPortEvent.OE:
   case SerialPortEvent.FE:
   case SerialPortEvent.PE:
   case SerialPortEvent.CD:
   case SerialPo
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