Building a PDA-based measurement system

对于设计灵活的、基于PC的便携式测量设备的工程师们而言,PDA （Personal digital assistants,个人数字助理）提供了一个功能强大的平台。虽然基于PDA的设备让工程师们在测量应用程序中拥有了无线数据传输、实时分析、声音识别以及声音报警等功能,但是为了得到所要求的测量性能和功能上的实现,仍然需要在选择PDA和相应的开发工具时作出慎重的选择。

PDA操作系统
---创建基于PDA的测量设备的第一步就是选择开发应用程序的操作系统（operating system,OS）。因为大多数测量工具都是在Palm操作系统或Pocket PC平台上设计,所以工程师们几乎都是在这两种平台中进行选择。
---Palm操作系统是PalmSource开发的一种功能强大的操作系统;Pocket PC操作系统由微软开发,是运行PDA设备的Windows CE的子集。这两种操作系统都是针对小型和移动应用来设计的,因此相对于台式机,这两种开发环境在功能、软件工具,以及内存选项上都存在不足。了解这些区别就可以简化PDA测量应用程序的开发。

内存管理
---Palm和Pocket PC操作系统使用的存储器和文件管理系统有很大区别。Pocket PC使用类似于台式机Windows操作系统的系统,例如,Pocket PC应用程序使用的内存容量受限于板载存储器的容量（目前最高为64MB）。
---然而,因为应用程序需要使用一些空间来保持状态,所以不是所有的内存都可以给数据使用。与Pocket PC操作系统不同,Palm操作系统目前不使用传统的文件系统。它将数据保存在被称作“记录”的存储块中,并且组成数据库。Palm操作系统将所有文件都组织成数据库的形式,每个数据库最多可以有64000个记录,每个记录最大为64KB。这样,由于Palm操作系统这种连接各应用程序的方式,每个应用程序都不能超过64KB（顶层应用程序除外,它可以包含若干个程序,文件总容量可以超过64KB）。对于代码之外的所有事物,应用程序也受到大约160KB的堆、或动态存储空间的限制。
---与Pocket PC操作系统一样,Palm应用程序使用一些内存来保存状态信息,所以也不是所有的内存空间都用于存储数据。因为任何超过可用内存容量的PDA应用程序都将立即停止,所以了解内存管理是至关重要的。一般来说,相对于Palm操作系统,Pocket PC操作系统中采用的内存管理系统更适合于开发复杂的、需要大量内存的测量应用程序。

开发环境
---与台式机应用程序相同,PDA应用程序可以在文本或图形化应用开发环境（application development environments,ADE）基础上开发。使用传统的基于文本的编程语言开发测试或测量PDA应用程序不但需要具备很多经验,并且缺少例如内置分析函数、测量硬件驱动程序、数据图,以及快速用户界面开发等内置工具,所以难度很高。
---相反地,一些为科学家和工程师们设计的图形化开发环境,例如NI公司的LabVIEW等,能为开发基于PDA的测量应用程序提供优化的工具。例如,LabVIEW 7.1 PDA模块重新配置了LabVIEW开发环境,在编译代码时针对内存使用进行优化。这对基于Palm或Pocket PC操作系统的PDA设备中经常使用的处理器是至关重要的。选择具有内置测量及分析工具的ADE可以免去PDA应用程序开发过程中的代码分析及开发硬件驱动程序的大量工作。

用于测量的外围设备
---从数字式万用表一直到温度传感器,可用于PDA的测量设备是非常多的。这些测量设备通过各种标准通信接口,包括PCMCIA、Compact Flash、串口及无线接口等,与PDA进行通信。某些通信接口并不同时适用于两种平台,所以可能需要采用特定的操作系统。例如,许多高性能PDA测量设备目前使用PCMCIA（PC卡）II型接口,而只有Pocket PC设备支持此接口。
---特别一提的是,HP/Compaq iPAQ系列提供了一种支持PCMCIA设备的可选PCMCIA卡套（card sleeve）。因此,对于那些有意向使用特定测量设备的工程师们来说,最好选择具有兼容接口的PDA。

采用无线通信
---在手持式测量设备中增加无线通信功能可以极大地扩展基于PDA测量的灵活性。例如,大多数手持DMM仅显示当前读数。对于具有无线功能的PDA DMM,工程师们可以完成数据显示、执行实时分析,并将数据传输到主PC进行永久性存储,或者与其他工程师们共享。蓝牙及802.11b （Wi-Fi）是最常见的、由Palm和Pocket PC PDA支持的无线协议。这两种协议都是通过无线电波来实现连接的无线网络标准。其主要区别是：蓝牙主要用来代替电缆,而Wi-Fi大多数情况下用来提供对互联网或局域网的无线高速接入。
---进一步来说,蓝牙是一种低功率短距离的（30 英尺）联网方式,具有800 kb/s的中高速传输速度。蓝牙为PDA、笔记本、打印机、移动电话、音频组件及其他设备提供了一种无线的、点对点的个人局域网。
---建立此网络时,所有蓝牙设备都可以自动检测到广播域（broadcast range）内的其他任何蓝牙设备。例如,同时使用基于蓝牙的PDA和主PC的工程师可以在两个设备之间共享数据,无须使用电缆在这两台设备间建立物理连接 。
---目前,Wi-Fi标准可以以最高11 Mb/s的速度提供以太网接入,例如,公司内部的LAN或互联网。因为Wi-Fi连接的有效范围可以达到接入点的300英尺范围内,所以对于要求高速数据传输或广域无线连接的PDA应用,Wi-Fi更为适合。

选择合适的设备
---对于设计基于PDA测量设备的工程师们而言,了解了可用于PDA的内存选择、通信接口和开发工具之后,能简化他们的开发过程。例如,需要高速PDA数据采集的工程师可以选择具有较大内存容量的Pocket PC设备、PCMCIA通信接口和较快的CPU处理器。