【正文】 ................ 18 第五章 信息家電萬(wàn)能遙控器的通信技術(shù)及相關(guān)協(xié) 議 ..................................................... 23 Blue z .......................................................................................................... 23 ...................................................... 25 第六章 信息家電萬(wàn)能遙控器的帶約束的動(dòng)態(tài)界面布局 ................................................... 27 .............................................................................................................................. 27 .......................................................................................... 27 .................................................................................................. 28 ...................................................................................................... 28 .................................................................................................. 29 第七章 信息家電萬(wàn)能遙控器應(yīng)用程序的設(shè)計(jì) ................................................................... 31 .............................................................................................................. 31 .......................................................................................................................... 31 結(jié) 語(yǔ) .................................................................................................................................. 34 參考文獻(xiàn) ................................................................................................................................... 35 附錄 ........................................................................................................................................... 36 致謝 ........................................................................................................................................... 37 4 第一章 緒論 21世紀(jì)以來(lái)，數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化技術(shù)取得了更加迅猛發(fā)展并日益滲透到各個(gè)領(lǐng)域。借助這些現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，人們已經(jīng)可以足不出戶縱覽全球。電子商務(wù)、電子政務(wù)、網(wǎng)上銀行、網(wǎng)上購(gòu)物、網(wǎng)上投資、遠(yuǎn)程醫(yī)療、遠(yuǎn)程教育、社區(qū)智能管理等等，以超乎想象的速度改變了人類的生產(chǎn) 、生活方式，更深刻地影響到人類的思維模式和生存狀態(tài)。 隨著 Inter 網(wǎng)絡(luò)向普通家庭生活不斷擴(kuò)展， 3C ( Computer ,Communication and Consumer)融合的趨勢(shì)日益明顯，人類家庭正逐步進(jìn)入以信息家電和智能家居為標(biāo)志的“后PC時(shí)代”。 信息家電 信息家電 (Information Appliance，簡(jiǎn)稱為 IA)是一種操作簡(jiǎn)便、實(shí)用性強(qiáng)、具有網(wǎng)絡(luò)信息終端功能的智能化家電產(chǎn)品，是利用計(jì)算機(jī)、數(shù)字通信和電子技術(shù)與傳統(tǒng)家電相結(jié)合的創(chuàng)新產(chǎn)品，是為滿足現(xiàn)代家庭需要而設(shè)計(jì)的 新型家用電器 . 從技術(shù)角度來(lái)看，信息家電是以利用網(wǎng)絡(luò)主動(dòng)或被動(dòng)交互信息來(lái)完成產(chǎn)品功能為主要特征，它將數(shù)字化技術(shù)引入家用電器、移動(dòng)通信等設(shè)備，使其成為網(wǎng)絡(luò)終端，進(jìn)而成為信息裝置，用以發(fā)布、獲取和處理信息。 信息家電被人們看作是“看不見的電腦”，因?yàn)樗ㄟ^(guò)對(duì)技術(shù)的隱藏，使得用戶能夠從PC機(jī)的復(fù)雜中解脫出來(lái)，將易于使用的特性展露在用戶面前。所以相對(duì)于傳統(tǒng)的家電而言，信息家電具有如下的特點(diǎn) 。 易用性 信息家電最重要的目的就是要克服復(fù)雜性，做到以人為中心，而不是以技術(shù)為中心。由于信息 家電采用了嵌入式技術(shù)，從而降低了應(yīng)用界面的技術(shù)要求，增強(qiáng)了技術(shù)對(duì)用戶的透明度，讓用戶在使用時(shí)避免了與操作系統(tǒng)的直接接觸，只要通過(guò)日常積累起來(lái)的經(jīng)驗(yàn)就能夠很方便的操作這些設(shè)備，減少了人機(jī)之間的技術(shù)障礙，突顯了應(yīng)用功能。同時(shí)由于功能的集中，可以使得使用界面保持穩(wěn)定的模式，給用戶的操作也帶來(lái)很大的方便。 5 功能單一集中 、 實(shí)時(shí)性 強(qiáng) 想用就用，無(wú)需做計(jì)劃和安排。由于復(fù)雜的控制程序由內(nèi)嵌在家電中的控制器解決，不必等待重新啟動(dòng)設(shè)備或是加載軟件后才能使用設(shè)備。 是指只完成某種或某幾種特定的功能。信息家電實(shí)際上是面向任 務(wù) (orientedtask)的設(shè)備，它將一些特定的功能從大而全的計(jì)算機(jī)中剝離出來(lái)，集合到某一特定的產(chǎn)品中去，從而提高產(chǎn)品的專 用性，盡管這也限定了它的適用范圍。 協(xié)同工作和網(wǎng)絡(luò)化 信息家電的重要特征是彼此之間的信息交流。信息家電不是獨(dú)立存在的，通常被稱為是合作的設(shè)備 (Cooperating Devices)。要做到相互通信，信息家電就應(yīng)具有網(wǎng)絡(luò)接入能力。可以通過(guò)家庭局域網(wǎng)與 PC或其它家電交換信息，或可通過(guò)家庭網(wǎng)關(guān)連入 Inter接收遠(yuǎn)程信息或控制指令，并可以主動(dòng)向網(wǎng)絡(luò)獲取信息或主動(dòng) 向網(wǎng)絡(luò)提供一些本身有用的信息。節(jié)能化 、 數(shù)字化 、 智能化 、 標(biāo)準(zhǔn)化 。 信息家電可根據(jù)周圍環(huán)境自動(dòng)調(diào)整工作狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能； 信息家電包含有微處理器，處理的是數(shù)字化信 息； 嵌入式技術(shù)的使用讓信息家電具有智能化。信息家電通過(guò)嵌入微處理器，使得用戶能夠通過(guò)網(wǎng)絡(luò)獲取直接的、簡(jiǎn)單的和安全的信息和服務(wù)。智能的信息家電可根據(jù)周圍環(huán)境的不同迅速做出反應(yīng)，自動(dòng)化和智能化的進(jìn)行自我維護(hù)，而不需要人為地干預(yù)。 智能家居 智能家居是以家為平臺(tái)，兼?zhèn)渥詣?dòng)化、高效化的高效、舒適、安全、便利的家居環(huán)境。智能家居是一個(gè)典型的 集計(jì)算機(jī)、通訊和消費(fèi)于一體的 3C 系統(tǒng)，是整個(gè)世界形成的一個(gè)巨型網(wǎng)絡(luò)的末端，俗稱是該網(wǎng)絡(luò)的“最后 100米” 。 總的來(lái)說(shuō)，智能家居的基本目標(biāo)是為人們提供一個(gè)舒適、安全、方便和高效率的生活環(huán)境，它所要實(shí)現(xiàn)的主要功能有 : 對(duì)信息家電和其他設(shè)備的控制、調(diào)節(jié)和監(jiān)測(cè)，如微波爐、洗衣機(jī)、燈光、電動(dòng)窗簾、防盜報(bào)警器、火警檢測(cè)器、溫度和濕度控制器、各種手動(dòng)開關(guān)和遙控器等。 溝通計(jì)算機(jī)和其他視頻設(shè)備之間以及外部世界之間的信息通道，其中包括 :臺(tái)式 /手持計(jì)算機(jī)、電視、 6 錄 /攝像機(jī)、 VCD/DVD和數(shù)碼照相機(jī)等，同時(shí)還 可以實(shí)現(xiàn)對(duì)它們的控制和監(jiān)測(cè)。 通過(guò)對(duì)外的接口，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制和信息交換，如 :電話線、有線電視電纜、照明線、雙絞線和無(wú)線通信方式等。 根據(jù)智能家居的特點(diǎn)、功能及目標(biāo)，我們?cè)O(shè)計(jì)的智能家居的基本 結(jié)構(gòu)如圖 11所示。 圖 11智能家居基本拓 樸結(jié)構(gòu) 從以上智能家居的結(jié)構(gòu)圖我們可以看到，要實(shí)現(xiàn)智能家居，將家居中的信息家電設(shè)備、燈光控制系統(tǒng)、安全控制系統(tǒng)等連成一體，給家庭信息設(shè)備提供一個(gè)統(tǒng)一平臺(tái)，要通過(guò)該平臺(tái)實(shí)現(xiàn)家庭信息設(shè)備之間的互連和信息共享、實(shí)現(xiàn)家庭 信息設(shè)備與外界的信息交換就必須有一個(gè)完善的家庭網(wǎng)絡(luò)。 家庭網(wǎng)絡(luò) 家庭網(wǎng)絡(luò) (Home Network)是實(shí)現(xiàn)智能家居系統(tǒng)架構(gòu)的前提和基礎(chǔ)。通常意義的家庭網(wǎng)絡(luò)是加工、管理、傳輸和存儲(chǔ)信息諸要素的集合體，能夠連接和集成家庭中的計(jì)算、控制、監(jiān)視和通信等多種設(shè)備。它是在家庭和社會(huì)的信息網(wǎng)絡(luò)相連之前，將家庭內(nèi)部的所有信息設(shè)備 (包括信息家電、燈光控制系統(tǒng)、安全控制系統(tǒng)等 )連接起來(lái)而形成的網(wǎng)絡(luò) 。它提供了一 7 個(gè)實(shí)現(xiàn)家庭信息設(shè)備之間的互連和信息共享、實(shí)現(xiàn)家庭信息設(shè)備與外界的信息交換的統(tǒng)一的信息化平臺(tái)。 家庭內(nèi)部設(shè)備 存在多樣性，如信息家電、控制設(shè)備等，根據(jù)家庭內(nèi)部信息傳輸?shù)奶攸c(diǎn)和要求，可將家庭網(wǎng)絡(luò)分為三部分 :高速娛樂用家庭內(nèi)網(wǎng)。用以傳輸音頻和視頻數(shù)據(jù)的流媒體信號(hào)。 中速操縱用家庭內(nèi)網(wǎng) 用以傳輸功能類信息家電 (如 :空調(diào)、洗衣機(jī)、微波爐等 )的控制、處理的數(shù)字信號(hào)。低速控制用家庭內(nèi)網(wǎng)。用于傳輸在門、窗、煙霧探測(cè)儀等上的傳感器、控制器的監(jiān)視信號(hào)、控制信號(hào)和報(bào)警信號(hào)等。雖然這些控制裝置安裝比較靈活、數(shù)目也較多，但它們傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量都很小，對(duì)傳輸速率要求比較低，是家庭網(wǎng)絡(luò)中唯一的低速網(wǎng)絡(luò)。 嵌入式技術(shù) 嵌入式系統(tǒng)就是“以 應(yīng)用為中心、以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)、軟件硬件可裁剪、適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)”。 總的來(lái)說(shuō)，嵌入式系統(tǒng)具有以下特點(diǎn) ： ① 嵌入式系統(tǒng)“嵌入”到對(duì)象的體系中，對(duì)對(duì)象、環(huán)境和嵌入式系統(tǒng)自身具有嚴(yán)格的要求。一般的嵌入式系統(tǒng)具有功耗低、體積小、成本低、集成度高、專用性強(qiáng)等特點(diǎn)。 ② 嵌入式系統(tǒng)是將先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)和電子技術(shù)與各個(gè)行業(yè)的具體應(yīng)用相結(jié)合的產(chǎn)物。 ③ 嵌入式系統(tǒng)的硬件和軟件都必須高效率地設(shè)計(jì)，量體裁衣，去除冗余，力爭(zhēng)在同樣的硅片面積上實(shí)現(xiàn)更多的功能和更高的性能 。 ④ 嵌入式系統(tǒng)和具體應(yīng)用有機(jī)地結(jié)合在一起，它的升級(jí)換代也是和具體產(chǎn)品同步進(jìn)行的，因此嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品一旦進(jìn)入市場(chǎng)，就具有較長(zhǎng)的生命周期。 ⑤ 嵌入式系統(tǒng)開發(fā)需要專門的開發(fā)工具和開發(fā)環(huán)境。 本文的研究?jī)?nèi)容 由于現(xiàn)有智能家居在操作方式、性能等方面不能滿足用戶的要求，而且隨著信息家電種類的增多，必然會(huì)造成多種遙控器并存的情形，在這種情況下用戶對(duì)信息家電的使用將會(huì)復(fù)雜化?；谏鲜鰡?wèn)題，本文提出一種解決方案 :結(jié)合嵌入式系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、無(wú)線通信技術(shù)以及手持移動(dòng)終端技術(shù)，設(shè)計(jì)一個(gè)能夠在智能家居中管理和控制所有 信息家電的、可 8 以直接與用戶交互的可視化嵌入式智能設(shè)備信息家電萬(wàn)能遙控器。 主要研究?jī)?nèi)容如下 : (1)智能家居中信息家電的接口定義語(yǔ)言 IAIDL； 在信息家電設(shè)備在被外界識(shí)別、理解、使用之前，必須有一種統(tǒng) 一、抽象的語(yǔ)言來(lái)進(jìn)行設(shè)備的定義和功能描述 本文通過(guò)對(duì)信息家電的特點(diǎn)進(jìn)行分 析， 給出了一種針對(duì)家庭網(wǎng)絡(luò)中信息家電的接口定義語(yǔ)言。 IAIDL不是編程語(yǔ)言，它唯一的目的是以與任何具體編程語(yǔ)言無(wú)關(guān)的形式來(lái)定義智能家居中的信息家電。 (2)信息家電遙控器的軟硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 信息家電遙控器是一種 嵌入式設(shè)備，為滿足高效、便攜、穩(wěn)定等特性，需要為其量身定做硬件系統(tǒng)。本文在研究過(guò)程中，對(duì)其硬件系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，包括 CPU, FLASH, SDRAM, Keyboard, BLUE TEETH, LCD, Touch Pad, POWER各個(gè)模塊。 9 第二章 信息家電接口定義語(yǔ)言 IAIDL 在智能家居中存在著多種不同類型和功能的信息家電設(shè)備，若每種信息家電都按自己的方式來(lái)申明其所具有的功能和提供的控制接口，則智能家居系統(tǒng)需要多個(gè)解釋模塊來(lái)理解各種信息家電 所申明的內(nèi)容，系統(tǒng)的復(fù)雜性也隨之增加。因此，需要在信息家電設(shè)備在被外界識(shí)別、理解、使用之前，有一種統(tǒng)一、抽象的語(yǔ)言來(lái)進(jìn)行設(shè)備的定義和功能描述。所有的信息家電采用同一種方式申明自己所具備的功能和提供的控制接口，這樣，所有信息家電都建立在同一個(gè)語(yǔ)言平臺(tái)上，從而對(duì)信息家電的控制在實(shí)現(xiàn)上就變得容易了。 信息家電接口定義語(yǔ)言 (IAIDL)是一種用來(lái)定義家庭網(wǎng)絡(luò)中信息