【正文】 同 學(xué) ，他們?cè)趯W(xué)習(xí)上為我提供了許多寶貴的意見(jiàn)。 [15」吳亞萍，高軍，傅仲述 .基于 Blue z藍(lán)牙協(xié)議棧的個(gè)域網(wǎng)用戶節(jié)點(diǎn)的研究 [J].福建電 36 附錄 [1]彭華，尹輝 .C語(yǔ)言教學(xué)淺議 [J].教學(xué)與管理， 2021}4(1):4445. [2]唐贊玉，瞿紹軍，彭華 .基于 VB 的計(jì)算機(jī)考試復(fù)習(xí)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) [J].吉首 大學(xué)學(xué)報(bào) (自然科學(xué)版 )， 2021,3(2):39420 [3]彭華 .Delphi 環(huán)境下 COM 包含與聚合的實(shí)現(xiàn) [[J].吉首大學(xué)學(xué)報(bào) .(自然科學(xué)版 )，2021,6(4):4243. [4]彭華，劉宏，蔡城 .萬(wàn)能遙控器的帶約束動(dòng)態(tài)界面布局的研究 [J].微計(jì)算機(jī)信息，2021,1(4):9597. [5]朱匆，劉宏，彭華，唐贊玉 .利用專家系統(tǒng)構(gòu)建智能家居的研究與設(shè)計(jì) [J].微計(jì)算機(jī)信息，2021J(4):7374. [6]彭華，唐贊玉，劉宏 .基于信息家電的推拉技術(shù)的研究 [[J].微計(jì)算機(jī)信息， 2021,5(5):5355. 37 致謝 本 文從選題到撰寫都是在我的導(dǎo)師的悉心指導(dǎo)下完成的。 設(shè)計(jì)一個(gè)不局限于家庭內(nèi)網(wǎng)中使用的遠(yuǎn)程信息家電萬(wàn)能遙控器 :無(wú)論何時(shí)何地，只要能連入 GPRS網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)家庭網(wǎng)關(guān) 的身份認(rèn)證之后就可遠(yuǎn)程遙控家中的所有信息家電。 設(shè)計(jì)了信息家電萬(wàn)能遙控器 與家庭網(wǎng)關(guān)間的高層通信協(xié)議。 本課題的研究結(jié)合了嵌入式技術(shù) 、無(wú)線通信技術(shù)和手持移動(dòng)終端技術(shù)，為解決在智能家居中管理和控制多種多樣的信息家電的不便，提出了一個(gè)可行的方案。其次，程序結(jié)構(gòu)清晰，線索清楚，便于功能擴(kuò)展和代碼維護(hù)。 圖 76 顯示了主線程和接收拆裝線程同步的程序流程圖，主線程與裝配發(fā)送線程同步的程序流程與此相似，不再贅述。在同一進(jìn)程下的線程之間共享數(shù)據(jù)空間，因此一個(gè)線程的數(shù)據(jù)可以直接為其它線程所用，這不僅快捷，而且方便。網(wǎng)絡(luò)通信模塊負(fù)責(zé)建立與家庭網(wǎng)關(guān)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的可靠傳輸。其中，主程序模塊在操作系統(tǒng)啟動(dòng)后開(kāi)始執(zhí)行，負(fù)責(zé)其余模塊的加載、 CPU控制等等，是整個(gè)軟件系統(tǒng)的核心 。 處理非約束屬性集 :針對(duì)該非約束屬性集中的每個(gè)屬性，按最先選擇策略搜索一個(gè)用于 30 放置控件的對(duì)象 (為節(jié)省界面資源，填充在屬性顯示區(qū)中任何可以放置的位置上 )，放置動(dòng)態(tài)生成的控件至該行對(duì)象中。 ③ 、重復(fù)第 2步，直到所有動(dòng)態(tài)生成的控件放置完畢。若不存在，則返回一個(gè)從未使用過(guò)的行對(duì)象。 29 動(dòng)態(tài)界面布局的算法 搜索行對(duì)象算法 信息家電萬(wàn)能遙控器上有三種界面，無(wú)論哪種界面的生成，都要在放置一個(gè)動(dòng)態(tài)生成的控件之前，確定應(yīng)將其放置在哪個(gè)行中，因此需要使用“ 搜尋行對(duì)象算法”。為滿足設(shè)計(jì)目標(biāo)的要求，我們對(duì)動(dòng)態(tài)生成控件的種類作如下的約定 :約定 1:凡在信息家電的類別界面或同類信息家電設(shè)備的列表界面上出現(xiàn)的對(duì)象，都為其生成一個(gè)按鈕 button控件，其名稱由對(duì)應(yīng)的信息家電設(shè)備提供 (數(shù)據(jù)來(lái)源于對(duì)應(yīng)的信息家電設(shè)備所屬類別名或設(shè)備名的信息 )，并在 button控件上顯示。 動(dòng)態(tài)界面 布局的原理 在萬(wàn)能遙控器中，欲生成的圖形用戶界面是一塊在水平方向上為定長(zhǎng)，在垂直方向上不定長(zhǎng)的矩形區(qū)域 (設(shè)界面的水平長(zhǎng)度為 X(像 素 )，垂直高度為 Y(像素 ))，它是作為放置控件的容器。 2 為了節(jié)省 界面資源，控件的長(zhǎng)度與在其上的顯示信息或數(shù)據(jù)的范圍成正比，其高度為常量 Z(該常量的取值應(yīng)是界面上所有控件能正常顯示的一個(gè)公共值 )。例如 :電視的色彩調(diào)節(jié)、亮度調(diào)節(jié)、音量調(diào)節(jié)就是一組在邏輯上有關(guān)聯(lián)的操作集 .我們可以定義約束為 :能夠聚集若干相同性質(zhì)的屬性或操作 成為一個(gè)整體的邏輯關(guān)聯(lián)。由于每個(gè)家庭中的信息家電設(shè)備的種類和數(shù)目及其詳細(xì)信息都不盡相同，因此 在萬(wàn)能遙控器上必須動(dòng)態(tài)來(lái)生成 GUI界面。其通信協(xié)議定義如下 : 幀格式 說(shuō)明 : ① F為頭標(biāo)志 ($7E) ② Size:字節(jié)數(shù) (hio字段的長(zhǎng)度 ) ③ Info:信息字段，每種類型定義不同。其中基帶和 LMP 協(xié)議由藍(lán)牙硬件適配器實(shí)現(xiàn)，主機(jī)通過(guò)主機(jī)控制器接口 HCI與藍(lán)牙硬件適配器通信，而主機(jī)端實(shí)現(xiàn)的藍(lán)牙核心協(xié)議就只有 L2CAP 和 SDP 協(xié)議， HCI 是上層核心協(xié)議和底層核心協(xié)議的通信接口 。 Blue z藍(lán)牙協(xié)議棧的結(jié)構(gòu)如圖 52所示。一個(gè)適用于本系統(tǒng)的藍(lán)牙協(xié)議棧結(jié)構(gòu)如圖 51所示。 Mini GUI對(duì)嵌入式系統(tǒng)進(jìn)行了特殊的支持，包括一般性的 I/O流操作和字節(jié)序相關(guān)函數(shù)等。 22 MiniGUI通過(guò)兩種不同的內(nèi)部軟件結(jié)構(gòu)支持低端顯示設(shè)備 (如 :單色 LCD)和高端顯示設(shè)備 (如 :彩色顯示器 )。另外， Mini GUI還支持對(duì)話框、菜單、加速鍵和定時(shí)器等其他 GUI元素。抽象層的概念類似于 Linux內(nèi)核虛擬文件系統(tǒng)的概念。一般來(lái)說(shuō)，消息由代表消息的一個(gè)整數(shù)和消息的附加參數(shù)組成。 ②完備的事件驅(qū)動(dòng)機(jī)制和消息傳遞機(jī)制 。 圖 42 MiniGUI與嵌入式操作系統(tǒng)的關(guān)系 MiniGUI的特性 21 作為操作系統(tǒng)與用戶應(yīng)用程序的中間件， MiniGUI 將底層操作系統(tǒng)及硬件平臺(tái)差別隱藏起來(lái)，并對(duì)上層用戶應(yīng)用程序提 供了一致的功能特性。 BSD是 Unix發(fā)展歷史中的一個(gè)版本。 ⑤網(wǎng)絡(luò)通信。 ④虛擬文件系統(tǒng)。 內(nèi)存管理涉及內(nèi)存空間分配，地址映射以及內(nèi)存保護(hù)等范疇，并支持虛擬內(nèi)存技術(shù)。進(jìn)程間通信支持進(jìn)程間的各種通信機(jī)制，是內(nèi)核用于協(xié)調(diào)進(jìn)程的活動(dòng)。對(duì)于普通進(jìn)程， Linux 采用動(dòng)態(tài)優(yōu)先級(jí)調(diào)度 。在進(jìn)程的生命周期中，可能處于以下?tīng)顟B(tài)之一 :運(yùn)行、等待、停止和僵死。 它非常靈活，各部分的可定制性都很強(qiáng)，能適合多種需求。 Linux誕生于網(wǎng)絡(luò)，這就保證了它支持所有的標(biāo)準(zhǔn)因特網(wǎng)協(xié)議。它的高效和穩(wěn)定性已經(jīng)在各個(gè)領(lǐng)域，尤其在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器領(lǐng)域獲得廣泛的贊譽(yù)，而且 Linux內(nèi)核小巧靈活，易于裁剪。 軟件平臺(tái) 嵌入式 Linux操作系統(tǒng) Linux是一種很受歡迎的操作系統(tǒng)，自 1992年問(wèn)世至今，已發(fā)展成一個(gè)功能強(qiáng)大、設(shè)計(jì)完善的操作系統(tǒng)。 在系統(tǒng)運(yùn)行之前，需要啟動(dòng)代碼 (如 :Boot Loader 程序 )將系統(tǒng)的軟硬件環(huán)境帶到一個(gè)合適的狀態(tài)，以便為最終調(diào)用操作系統(tǒng)內(nèi)核和用戶應(yīng)用程序準(zhǔn)備好正確的環(huán)境。 FLASH Flash存儲(chǔ)器又稱為閃存，是一種新興的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件，能在不加電的情況下長(zhǎng)期保持存儲(chǔ)的信息。 在時(shí)鐘方面 S3C2410X也有突出的特點(diǎn)，該芯片集成了一個(gè)具有日歷功能的 RTC和具有 PLL(MPLL和 UPLL)的芯片時(shí)鐘發(fā)生器。 IIS 總線接口 。 ③ 3個(gè)通道的 DART。 S3C2410X最突出的特性是 采用了由 ARM公司設(shè)計(jì)的 16/32位 ARM920T RISC 處理器 (203MHZ)為其 CPU 核并且采用了一種新的總線結(jié)構(gòu)，即AMBA(高級(jí)微控制器總線結(jié)構(gòu) )，它的低功耗、精簡(jiǎn)和出色的全靜態(tài)設(shè)計(jì)特別適用于對(duì)成本和功耗敏感的應(yīng)用。然后，家庭網(wǎng)關(guān)在接收和解析服務(wù)請(qǐng)求數(shù)據(jù)包并由服務(wù)集成器處理后通過(guò)設(shè)備適配器將該數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)至對(duì)應(yīng)的信息家電。其事務(wù)流程圖如圖 33所示。它又可細(xì)分為對(duì)智能家居內(nèi)信息家電設(shè)備統(tǒng)計(jì)信息的查詢、對(duì)已注冊(cè)信息家電設(shè)備接口信息的查詢以及對(duì)信息家電設(shè)備當(dāng)前工作狀態(tài)信息的查詢?nèi)悺? 15 圖 32:萬(wàn)能遙控器的邏輯結(jié)構(gòu)圖 命令裝配器 :通過(guò)在控制 界面上捕獲用戶對(duì)信息家電設(shè)備的操作，裝配為實(shí)施該操作的命令，生成數(shù)據(jù)包并發(fā)送給家庭網(wǎng)關(guān)。這樣，萬(wàn)能遙控器在從家庭網(wǎng)關(guān)處獲取這些信息后就可以動(dòng)態(tài)生成以下三種控制界面 :家庭網(wǎng)絡(luò)中信息家電的類別界面，同類信息家電設(shè)備的列表界面及信息家電設(shè)備的詳細(xì)信息界面。 在該系統(tǒng)下，家庭網(wǎng)關(guān)中運(yùn)行著嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)、 IAIDL編譯器、設(shè)備適配器等模塊。 當(dāng)某個(gè)信息家電設(shè)備接通電源并連入家庭網(wǎng)絡(luò)后，需要 立即向家庭網(wǎng)關(guān)注冊(cè) 。該系統(tǒng)是一個(gè)典型的 C/S結(jié)構(gòu)，由信息家電萬(wàn)能遙控器構(gòu)成了其 Client(客戶端 )，由家庭網(wǎng)關(guān)和信息家電共同構(gòu)成了其Server(服務(wù)端 )。 13 第三章 智能家居中信息家電網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 在有了 IAIDL之后，智能家居中的所有信息家電設(shè)備都可以建立在一個(gè)統(tǒng)一的語(yǔ)言平臺(tái)上。} 上述 IAIDL表示的意義如下 :被定義的信息家電為海爾電視，該電視的類型屬于電視類白色信息家電，它所具有的不變屬性有 :廠家、屏幕響應(yīng)速度、型號(hào)、顏色、數(shù)字接口和物理分辨率 。 [function:‘ 設(shè)置音量 ’ references‘ 音量 ’ ]void Set Volume(int volume[[0,100]])。 [VAR attribute:‘ 輸入模式 ’ ]TV。 [VAR attribute:‘ 屏顯 ’ ]否 。 [CONST attribute:‘顏色’ ]白色 。 [CONST attribute:‘廠家’ ]海爾集團(tuán) 。 11 說(shuō)明整型類參數(shù)的取值范圍。 9 夏 }表示一個(gè)獨(dú)立的接口 。 5 text表示規(guī)定書寫的內(nèi)容 ?！? 參數(shù)說(shuō)明 ::=空 i參數(shù) 參數(shù) ::=參數(shù)定義 參數(shù)定義 :.=int參數(shù)名 ’‘ [[”數(shù)值范圍下限 ’，’’ 數(shù)值范圍上限 ’， ]]” }string參數(shù)名 1枚舉類型名稱 參數(shù)名 屬性類型 ::=CONSTIVAR 設(shè)備名稱 ::=字符串 設(shè)備類型 ::=字符串 枚舉類型名稱 ::=字符串 枚 舉值 ::=字符串 屬性名稱 ::=字符串 屬性值 ::二字符串 操作名稱說(shuō)明 ::=字符串 返回值類型 ::=void}string 11 操作名 ::=字符串 參數(shù)名 ::=字符串 數(shù)值范圍上限 ::=數(shù)字 數(shù)值范圍下限 ::二數(shù)字 符號(hào)說(shuō)明 ： 對(duì)于 IAIDL語(yǔ)法描述的符號(hào)有點(diǎn)類似于 Extended BackusNaur Format (EBNF )。 IAIDL 規(guī)范 本設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì) IAIDL規(guī) 范〔 4]如下 : 設(shè)備接口 ::=接口頭 接口體 接口頭 ::=設(shè)備名稱 is 設(shè)備類型 ’‘ ’， 接口體 ::二“ {’’ 接口描述 I空，’ }” 接口描述 ::=類型聲明 *屬性 *操作 * 類型聲明 ::=en um枚舉類型名稱 +。其中，自定義枚舉 10 型的使用頻率最高，這是因?yàn)椴煌男畔⒓译娫O(shè)備的在屬性上的取值存在特殊性的特點(diǎn)。 操作 將設(shè)備提供的物理功能以應(yīng)用程序接口 (API)的形式提供給應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)人員，并由應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)人員來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)備操作和控制的細(xì)節(jié)。不變屬性的值一經(jīng)廠家設(shè)定，就不會(huì)改變 。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。 (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。 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。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)。用以傳輸音頻和視頻數(shù)據(jù)的流媒體信號(hào)。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。 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。 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。節(jié)能化 、 數(shù)字化 、 智能化 、 標(biāo)準(zhǔn)化 。 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。 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。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) 。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)。 關(guān)鍵詞 :信息家電，萬(wàn)能遙控器， IAIDL，嵌入式技術(shù)，動(dòng)態(tài)界面布局 。然后設(shè)計(jì)了智能家居中信息家電網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的模型，并基于該模型構(gòu)造了一個(gè)S3C2410X+Linux+MiniGUI+Bluez的信息家電萬(wàn)能遙控器 :以嵌入式微處理器 S3C2410X