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