一种面向wscn的图形化编程系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及无线传感器控制网络领域，尤其涉及一种面向WSCN的图形化编程系统。
【背景技术】
[0002]无线传感器控制网络(Wireless Sensor&Control Networks,WSCN)的应用开发是以嵌入式微控制器为基础，涉及硬件设计、驱动编写、通信实现、组网方案设计等综合知识，具有较高的技术门槛。
[0003]目前，国内外WSCN开发领域的主流开发平台仍使用传统的文本式编程方法。在文本式编程方式中，所有的程序代码均需要手工输入，不可避免会有一些拼写上的错误，在某些特殊的情况下，这些拼写错误不易被发现，增加了程序调试的难度和时间。其次，文本式编程方式往往在结构上不很清晰，对于以模块化编程为主要编程方式的嵌入式开发来说，这种结构上的不清晰会给程序的调试和后期的维护带来很大的不便。最后，采用文本式编程方式的前提条件是必须熟悉所使用的编程语言的语法。对于嵌入式开发者而言，增加了学习难度和时间，不能够很快接触嵌入式开发的实质内容。可见，由于文本编辑本身具有不可克服的缺点，往往给嵌入式产品的开发带来很大的不便。
[0004]图形化编程开发，顾名思义，指的是采用图标代替文本行的方式来进行编程开发。它具有结构清晰、软件开发效率高、编程出错率低和组态灵活等优点。图形化编程关注的是程序的执行流程而非程序具体功能的实现过程，它对程序进行合理的模块化，每个模块使用一个图标进行替代，图标与图标之间使用连线来表示相互之间的流程关系。这种图标加连线的开发方法使得开发者不需要熟悉某个编程语言即可完成应用的开发。
[0005]在嵌入式软件开发中，图形化编程更容易发挥模块化编程的优势。采用图形化的编程方式进行嵌入式开发，既能降低物联网学习开发难度，又能提高开发效率，可以很快接触物联网项目开发的实质内容。同时，越来越多的公司在嵌入式软件开发中也引入了图形化编程的方式，这种编程方式已经逐渐被业界所认可，是嵌入式开发的发展趋势。理想的WSCN图形化编程平台应具备图形化编程、代码编译、机器码下载等功能，并且具备开发效率尚、价格低、使用方便等特点。
[0006]可见，开发理想的WSCN图形化编程系统与方法已经成为现有技术中的热点问题。
【发明内容】
[0007]为了克服上述现有技术存在的缺陷，本发明提供了一种面向WSCN的图形化编程系统。本发明构建了支持图形化编程的层次体系，用于实现构件图标作为图形化编程要素，进而使用已有构件图标在图形化编程面板中进行图形化编程。
[0008]本发明提供了一种面向WSCN的图形化编程系统，其特征在于，包括:
[0009]硬件参数和程序层，将WSCN节点硬件参数、WSCN节点硬件模块驱动程序和图形化开发中需要使用的工具与WSCN节点密切相关的信息进行统一处理，形成面向MCU的配置信息集，供上层调用；
[0010]可定制图元中间层，把驱动程序目标文件、图标这些原材料加工成图形化编程中需要的构件图标；
[0011]通用图形化编程层，利用可定制图元中间层提供的构件图标，按照标准流程图方式进行程序的组织，可以实现预期设计的程序功能。
[0012]优选的是，所述硬件参数和程序层包括:WSCN节点底层驱动程序构件库、MCU配置数据库，编译链接工具集和可执行代码下载程序模块；其中，
[0013]WSCN节点底层驱动程序构件库是一个由具体MCU的硬件模块驱动程序的目标代码构成的静态库文件，通过链接该静态库文件可以实现调用相关硬件模块驱动程序的功會K ;
[0014]MCU配置数据库保存了具体MCU芯片的参数信息；
[0015]编译链接工具集作为一个动态链接库文件来仿真unix环境；
[0016]可执行代码下载程序主要是根据WSCN节点的参数信息将图形化程序的目标文件信息下载到芯片中运行。
[0017]优选的是，在所述可定制图元中间层中，底层驱动程序构件库与图形化编程所需的构件图标之间通过WSCN图形化中的图元实现联系，并且图元的定制是对构件图标的基本信息和函数信息进行设置。
[0018]进一步优选的是，构件图标的基本信息包括构件图标名、构件图标类型和构件图标图片ig息。
[0019]进一步优选的是，构件图标的函数信息为构件图标对应的函数的基本信息，包括函数名、函数返回值和函数参数。
[0020]本发明提供了一种图形化编程的实现方法，其特征在与，包括:
[0021]创建图形化编程的构件图标；
[0022]按照设计执行流程将所述构件图标互连和/或分离，生成最终的可用程序。
[0023]优选的是，构件图标为X和Y，其中X为父控件，Y为子控件，构件图标的互连包括以下步骤:
[0024](I)保存X的构件图标类型、实例对象和X连出点坐标。
[0025](2)清X的子控件字段，并将Y的图标类型写入到X实例对象的子控件字段中。
[0026](3)清Y的父控件字段，并将X的构件图标类型给Y实例对象的父控件字段中，最后记录Y连入点的坐标。
[0027](4)根据X连出点的坐标和Y连入点的坐标，采用贝塞尔曲线绘制X到Y之间的连接线。
[0028](5)再次刷新图形化编程面板，并重新生成源代码。
[0029]优选的是，构件图标为X和Y，其中X为父控件，Y为子控件，构件图标的分离包括:X调用ResetChild方法清空子控件信息，Y调用ResetParent方法清空父控件信息。
[0030]优选的是，图形化编程的实现方法进一步包括:创建图形化子程序。
[0031]进一步优选的是，图形化子程序分为普通子程序与中断子程序；普通子程序即表示用户划分的某一个功能模块，中断子程序对应WSCN无线节点芯片的中断服务例程，用户可以通过选择相应的中断向量号来创建对应的中断子程序。
[0032]可见，本发明提供了面向WSCN的图形化开发平台的框架，采用了图形化编程的基本元素，实现图形化编程图标的设计；具有可扩展代码编译的设计以及可扩展机器码下载功能设计；支持图形化编程的基本操作，包括创建图标控件、设置图标控件属性、图标控件之间互连与分离等主要功能。
【附图说明】
[0033]图1为本发明实施例所述的面向WSCN的图形化编程系统结构图；
[0034]图2为本发明实施例所述的可定制图元结构示意图；
[0035]图3为本发明实施例所述的添加构件图标功能的流程图；
[0036]图4为本发明实施例所述的编程写入器框架图；
[0037]图5为本发明实施例所述的写入功能的配置过程图；
[0038]图6为本发明实施例所述的互连的主要步骤示意图。
【具体实施方式】
[0039]下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案做进一步具体的说明。
[0040]图形化编程系统的架构设计
[0041]如图1所示，本发明所述面向WSCN的图形化编程系统包括划分为三层:与MCU相关的硬件参数和程序层、与MCU无关的通用图形化编程层和可定制图元中间层。下面将详细阐述各层的功能，并分析各层之间的联系。
[0042](一)与MCU相关的硬件参数和程序层
[0043]与MCU相关的硬件参数和程序层包括:WSCN节点底层驱动程序构件库、MCU配置数据库，编译链接工具集和可执行代码下载程序模块。通过以上四个模块，可以将WSCN节点硬件参数、WSCN节点硬件模块驱动程序和图形化开发中需要使用的工具与WSCN节点密切相关的信息进行统一处理，形成面向MCU的配置信息集，供上层面向WSCN的图形化开发平台调用。它们是实现面向WSCN的图形化编程最基本的部分。
[0044]WSCN节点底层驱动程序构件库是一个由具体MCU的硬件模块驱动程序的目标代码构成的静态库文件，通过链接该静态库文件可以实现调用相关硬件模块驱动程序的功會K。
[0045]MCU配置数据库保存了具体MCU芯片的参数信息，如底层驱动程序构件库、编译器、链接器和可执行代码下载程序模块的磁盘路径信息等。通过MCU配置数据库，上层的图形化嵌入式开发平台可以查找到当前MCU的硬件参数和支持其开发的工具和程序等，并能根据这些信息自动配置开发平台，自动形成面向当前MCU的图形化嵌入式开发平台。MCU配置数据库是与MCU相关层的重要部分。
[0046]本发明是采用GNU汇编器来完成程序的编译链接和生成目标代码的。但是，它是在unix环境下使用的工具，为了在Windows环境中使用该工具，必须使用编译链接工具集作为一个动态链接库文件来仿真unix环境。
[0047]可执行代码下载程序主要是根据WSCN节点的参数信息如Flash的首地址及大小和RAM的首地址及大小将图形化程序的目标文件信息下载到芯片中运行。面向WSCN的图形化的下载功能也是至关重要，它是检测开发平台实用性的一个重要途径。
[0048](二)可定制图元中间层
[0049]可定制图元中间层是联系WSCN节点底层驱动程序构件库当中的目标文件与构件构件图标箱中图标的桥梁，它把驱动程序目标文件、图标这些原材料加工成图形化编程中需要的构件图标。对于WSCN节点同系列的MCU，在对MCU进行更换时，不用再编写驱动了，只要将MCU配置数据库中的信息根据它们的实际信息进行修改，修改