Microsoft .NET Gadgeteer 小型電子模塊編程平臺

     Microsoft .NET Gadgeteer 為開發(fā)小型電子模塊或嵌入式設(shè)備的用戶，提供一個快速構(gòu)建原型機(jī)的平臺。它結(jié)合了面向?qū)ο缶幊痰膬?yōu)點(diǎn)，提供一系列電子模塊，可以快速地用這些模塊進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)。
     通過.NET Gadgeteer模塊可以很容易的構(gòu)建簡單或復(fù)雜的設(shè)備。每個模塊都可以提供相應(yīng)的功能，諸如顯示圖片、播放音樂、采集圖像、獲取環(huán)境參數(shù)等等。
     該平臺構(gòu)建在.NET Micro Framework平臺之上，在Visual Studio IDE環(huán)境中，采用C#開發(fā)語言對小型電子設(shè)備進(jìn)行編程和調(diào)試。
     這種強(qiáng)大的組態(tài)特性，使構(gòu)建一個功能齊全設(shè)備的用時僅為幾個小時，而不是原來的幾天或幾周。

     我以前就曾經(jīng)說過.NET Micro Framework就是嵌入式領(lǐng)域內(nèi)的腳本語言，就像網(wǎng)頁開發(fā)之于腳本語言一樣，可以大大提高開發(fā)效率，節(jié)省大量開發(fā)時間。 不過有人質(zhì)疑性能問題，和匯編和C語言相比，這確實(shí)是一個問題，不過在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，在需要互相通信交互的領(lǐng)域，開發(fā)語言本身的運(yùn)算性能已變的不甚重要，因?yàn)樽罱K設(shè)備的性能決定在通信鏈路（或者說通信規(guī)則本身）上，而這個目前確是一大瓶頸，就像目前制約網(wǎng)頁瀏覽的瓶頸在于網(wǎng)絡(luò)通信本身一樣。 前段時間，我對一些設(shè)備進(jìn)行通信測試，發(fā)現(xiàn)就與設(shè)備通信而言，.NET Micro Framework的交互性能反而略好于PC系統(tǒng)，相關(guān)測試結(jié)果如下：

    1 測試環(huán)境

   嵌入式硬件平臺：Atmel  sam9261-EK 開發(fā)板 主頻：200MHz

   嵌入式軟件平臺：.Net Micro Framework V4.0

    PC硬件配置：HP Compaq dc7800  主頻：2.33GHz

   軟件平臺：   Windows Vista + .Net Framework V3.5

    相同的.Net C#測試程序

    2  Modbus RTU通信測試

   2.1 Modbus RTU Slave設(shè)備

   西門子 S7-PLC 224

    2.2 波特率19200 無校驗(yàn)

    單字節(jié)傳輸時間：10*1000/19200 = 0.52ms

    2.3 波特率 115200無校驗(yàn)

    單字節(jié)傳輸時間：10*1000/115200 = 0.087ms

 

    2.4 性能分析

   通信時間 = 發(fā)送幀傳輸時間 + 從設(shè)備響應(yīng)時間 + 返回幀傳輸時間 + 主設(shè)備處理時間

   絕對傳輸時間 = 發(fā)送幀傳輸時間 + 返回幀傳輸時間

 

由于Modbus從設(shè)備大都是一些基于8位單片機(jī)的設(shè)備，CPU運(yùn)算能力低，并且要計(jì)算CRC校驗(yàn)，所以通信的瓶頸主要在從設(shè)備響應(yīng)時間上，從測試結(jié)果上看，也反映了這一點(diǎn)。在某些測試項(xiàng)上，嵌入式設(shè)備甚至領(lǐng)先PC，這是因?yàn)榍度胧皆O(shè)備專注相關(guān)通信，而不像PC同時執(zhí)行多任務(wù)操作。

    結(jié)論：在和硬件設(shè)備通信方面，嵌入式設(shè)備和PC旗鼓相當(dāng)。

     3 RFID 讀卡測試

    3.1 硬件設(shè)備

    設(shè)備：EHUOYAN公司YHY632型號讀卡器

   卡片：S50  EEROM  1K字節(jié)

    3.2 波特率115200 無校驗(yàn)

   讀卡步驟：

    1、 獲取卡的類型

    2、 獲得卡號

    3、 選定卡

    4、 設(shè)定指定扇區(qū)的密鑰KEY

    5、 讀取指定扇區(qū)、指定塊16字節(jié)的數(shù)據(jù)

 

3.3 性能分析

讀一次卡信息，一般需要5次交互時間，通信瓶頸來源兩個環(huán)節(jié)：

1、RFID卡和讀卡器之間

由于RFID卡上僅含控制器（無CPU模塊），還需要從EEROM上讀取數(shù)據(jù)，并且要進(jìn)行加解密運(yùn)算，所以相對耗時。RFID卡的響應(yīng)時間是最大的時間瓶頸。

2、讀卡器和嵌入式設(shè)備或PC之間

這個和Modbus RTU通信項(xiàng)類似，不同的是，不同廠家讀卡器的通信協(xié)議有可能不同，讀寫時間會有些許差別，但沒有數(shù)量級上的差別。

由于嵌入式設(shè)備專注于與設(shè)備通信，其測試結(jié)果優(yōu)于PC。

結(jié)論：嵌入式設(shè)備優(yōu)于PC