【正文】 為中心設(shè)計(jì)硬件平臺(tái)，裁減和移植 Linux作為嵌入式操作系統(tǒng)，以 MiniGUI作為嵌入式圖形系統(tǒng)，以 Bluez作為藍(lán)牙協(xié)議棧，并使用 C語(yǔ)言編程的方式實(shí)現(xiàn)萬(wàn)能遙控器應(yīng)用程序 。傳統(tǒng)的家用電器已經(jīng)無(wú)法滿足現(xiàn)代家庭的需要，人們需要信息化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化的信息家電，因此信息家電和智能家居進(jìn)入未來(lái)家庭是一個(gè)必然的趨勢(shì)，它們將為人們提供一個(gè)舒適、安全、便捷的生活環(huán)境?？茖W(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步帶來(lái)了社會(huì)發(fā)展水平的提高，人們 對(duì)生活品質(zhì)的提升也提出了迫切要求。 文章首先介紹了信息家電接口定義語(yǔ)言 IAIDL， 它采用面向?qū)ο蠓椒枋鲂畔⒓译娫O(shè)備，以便將不同廠商生產(chǎn)的信息家電抽象到同一個(gè)語(yǔ)言平臺(tái)上進(jìn)行統(tǒng)一管理和控制 ?？梢灶A(yù)見(jiàn)，在市場(chǎng)需求和技術(shù)發(fā)展的雙重推動(dòng)下，信息家電萬(wàn)能遙控器必將走進(jìn)千家萬(wàn)戶，成為智能家居不門」一或缺的成員。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。 信息家電被人們看作是“看不見(jiàn)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。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。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。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。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)。 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)。 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)。 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(lè)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。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)。 ⑤ 嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)需要專門的開(kāi)發(fā)工具和開(kāi)發(fā)環(huán)境。 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。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。設(shè)備的屬性可以分為 不變屬性和可變屬性。它的當(dāng)前室溫就是一個(gè)可變屬性。 IAIDL 的基本數(shù)據(jù)類型 在 IAIDL中基本的數(shù)據(jù)類型有 :整型、字符串型、和自定義枚舉型。其語(yǔ)句為 ： ENUM枚舉類型名稱二 (枚舉值 1，枚舉值 2,??，枚舉值 n)。” 操作 :.=[function:“‘” 操作名稱說(shuō)明 “”’ references “‘”可變屬性名稱 “”， ]返回值類型 操作名 (參數(shù)說(shuō)明 )八“ 。 4 text表示變量 。 8 +表示可重復(fù) I次或多次 。如果 []內(nèi)包含的關(guān)鍵字是 function,則說(shuō)明后面表示的是一個(gè)操作 。 En um mode= (AV, TV)。 [CONST attribute:‘?dāng)?shù)字接口’ ]HDMI*2。 [VAR attribute:‘ 靜音 ’ ]否 。 [VAR attribute:‘ 頻道 ’ ]CCTV。 [function:‘ 屏顯 ’ references‘ 屏顯 ’ ]void screen display ()。 [function:‘ 設(shè)置輸入模式 ’ references‘ 輸入模式 ’ ]void Set In put mode(mode name)。下面重點(diǎn)介紹設(shè)置輸入模式操作和設(shè)置音量操作的聲明及該聲明的意義。 信息家電網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)是由信息家電、家庭網(wǎng)關(guān)、信息家電萬(wàn)能遙控器三部分所組成，它們相輔相成、缺一不可，并通過(guò)家庭網(wǎng)絡(luò) 連接在一起。 圖 31:信息家電網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的 GS 控制結(jié)構(gòu)圖 信息家電 每種信息家電設(shè)備都有對(duì)應(yīng)的用 IAIDL來(lái)編寫(xiě)的設(shè)備描述文件，在該文件中包含著對(duì)應(yīng)設(shè)備的屬性、操作等的描述。 家庭網(wǎng)關(guān)是智能家居網(wǎng)絡(luò)上的核心設(shè)施，它將家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)與外部網(wǎng)絡(luò) (如局域網(wǎng)、 14 Inter 網(wǎng)等 )分離開(kāi)來(lái)，并為信息家電提供了一個(gè)統(tǒng)一的平臺(tái)，通過(guò)該平臺(tái)能實(shí)現(xiàn)信息家電與萬(wàn)能遙控器之間的互連和信息交互。其中，每個(gè)信息家電設(shè)備都有其注冊(cè)信息和狀態(tài)信息，而統(tǒng)計(jì)信息則包含有 :家庭網(wǎng)絡(luò)中信息家電設(shè)備類型的名稱和數(shù)目信息、家庭網(wǎng)絡(luò)中每種信息家電設(shè)備類型下各個(gè)設(shè)備的名稱和數(shù)目信息。 萬(wàn)能遙控器由結(jié)果拆裝器、命令裝配器、界面生成器等模塊組成， 其邏輯結(jié)構(gòu)圖如圖32所示。 其中，信息查詢功能的典型特點(diǎn)是萬(wàn)能遙控器只與家庭網(wǎng)關(guān)進(jìn)行交互，而不涉及到具體的信息家電設(shè)備。萬(wàn)能遙控器在接收到數(shù)據(jù)包后，由結(jié)果拆裝器提取信息交由界面生成器，最后由界面 16 生成器利用圖形對(duì)象庫(kù)完成控制界面的生成或更新 。 當(dāng)用戶在信息家電設(shè)備的詳細(xì)信息界面上進(jìn)行了某種操作，萬(wàn)能遙控器會(huì)解釋該操作的具體含義，由其上的命令裝配器將對(duì)設(shè)備的服務(wù)請(qǐng)求打包并發(fā)送至家庭網(wǎng)關(guān) 。 圖 41信息家電萬(wàn)能遙控器硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 Samsung S3C2410X 嵌入式微處理器 S3C2410X微處理器是一款由 Samsung Electronics Co ,Ltd為手持設(shè)備設(shè)計(jì)的低功耗、高度集成的嵌入式微處理器。 117位通用 I/O口和 24位外部中斷源 。 8通道 10位 AD控制器 ； 看門狗計(jì)數(shù)器 18 ⑦ 觸摸屏接口 。 SD接口和 MMC 卡接口 。 UPLL產(chǎn)生實(shí)現(xiàn)主從 USB功 能的時(shí)鐘。常用的 Flash 的數(shù)據(jù)寬度為 8 位或 16 位，編程電壓為單。在啟動(dòng)時(shí)， S3C2410X會(huì)自動(dòng)的將 NAND Flash存儲(chǔ)器中最前 面的 4KB數(shù)據(jù)拷貝到 S3C2410X內(nèi)部的 SRAM中并自動(dòng)執(zhí)行，通常這 4KB 數(shù)據(jù)存放的是啟動(dòng)代碼，這樣，啟動(dòng)代碼就在 S3C2410X 內(nèi)部的SRAM中執(zhí)行。 Linux的內(nèi)核非常穩(wěn)定。 3完善的網(wǎng)絡(luò)、圖形用戶界面和文件管理機(jī)制。 Linux內(nèi)核與用戶界面是完全獨(dú)立的。 進(jìn)程是程序在某個(gè)數(shù)據(jù)集上的執(zhí)行過(guò)程，包括一個(gè)地址空間和至少一個(gè)控制點(diǎn)，進(jìn)程在這個(gè)地址空間上執(zhí)行單一的指令序列。通過(guò)進(jìn)程調(diào)度算法來(lái)確定下一個(gè)將要運(yùn) 行的進(jìn)程。 對(duì)于多任務(wù)、多用戶的操作系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，進(jìn)程間通信是一項(xiàng)必不可少的手段。 ③內(nèi)存管理。二是提供訪問(wèn)保護(hù)。邏輯文件系統(tǒng)指 Linux所支持的各種文件系統(tǒng)，如 EXT, FAT和 NFS等。 BSD(Berkeley Software Distribution)是 Unix現(xiàn)有技術(shù)的一個(gè)重要來(lái)源，具有良好的穩(wěn)定性和網(wǎng)絡(luò)通信性能，其代碼結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)。Mini GUI中的“可移植層”可將特定操作系統(tǒng)及底層硬件的細(xì)節(jié)隱藏起來(lái)，而上層應(yīng)用程序則無(wú)需關(guān)心底層的硬件平臺(tái)輸出和輸入設(shè)備。 Mini GUI中的主窗口與 Windows 應(yīng)用程序的主窗口 概念類似，但有一些重要的不同， MiniGUI 中的每個(gè)主窗口及其附屬主窗口對(duì)應(yīng)于一個(gè)單獨(dú)的線程，通過(guò)函數(shù)調(diào)用可建立主窗口以及對(duì)應(yīng)的線程。一旦有這樣的事件發(fā)生， MiniGUI 將事件轉(zhuǎn)換成為一個(gè)消息，并將消息發(fā)送到 Mini GUI應(yīng)用程序的消息隊(duì)列之中。 在 MiniGUI中弓 !入了圖形抽象層 (Graphics Abstract Layer ,GAL )和輸入抽象層 (Input Abstract Layer, IAL)的概念。 MiniGUI提供了多種控件類的支持，包括 :靜態(tài)文本框、按鈕、單行和多行編輯框、列表框、組合框、進(jìn)度條、屬性頁(yè)、工具欄、拖 動(dòng)條、樹(shù)型控件和月歷控件等等。 ⑥支持兩種不同的顯示設(shè)備 。 ⑧針對(duì)嵌入式的特殊支持 。通 過(guò)這個(gè)連接，設(shè)備上的應(yīng)用程序就可以進(jìn)行交互和數(shù)據(jù)交換。 24 5 .1 .1 Blue z 隨著 Linux操作系統(tǒng)在開(kāi)源世界里的作用越來(lái)越重要，許多組織針對(duì) Linux操作系統(tǒng)的特性開(kāi)發(fā)出很多的開(kāi)源藍(lán)牙協(xié)議，如 :Bluez ,Affix, OpenBT , Blue drekar 等。 B1ueZ 藍(lán)牙協(xié)議棧將藍(lán)牙核心協(xié)議全部實(shí)現(xiàn)為可裝卸的模塊。使用套接口編寫(xiě)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的流程圖如圖 53所示 : 信息家電萬(wàn)能遙控器與家庭網(wǎng)關(guān)間的通信協(xié)議 信息家電萬(wàn)能遙控器與家庭網(wǎng)關(guān)之間主要完成信息家電設(shè)備信息的獲取、發(fā)送控制信息、接收信息家電狀態(tài)改變信息等方面的交互。在萬(wàn)能遙控器上需要三種界面 :智能家居中信息家電的類別界面，同類信息家電設(shè)備的列表界面及具體信息家電設(shè)備的詳細(xì)信息界面。在其屬性之間或操作之間可能會(huì)存在某種邏輯上的關(guān)聯(lián)，所以應(yīng)當(dāng)把由若干屬性 (或操作 )構(gòu)成的屬性集 (或操作集 )看作一個(gè)邏輯整體。 動(dòng)態(tài)界面布局的設(shè)計(jì)目標(biāo) 從萬(wàn)能遙控器 GUI界面的實(shí)際需要出發(fā)，我們提出萬(wàn)能遙控器的帶約束的界面動(dòng)態(tài)布局的目標(biāo)為 : 1界面風(fēng)格要保持一致，字的大小、顏色、字體要相同。若是屬性，則生成兩個(gè)文本控件，分別對(duì)應(yīng)屬性名和屬性值 )。 動(dòng)態(tài)控件生成協(xié)議 萬(wàn)能遙控器的圖形用戶界面的動(dòng)態(tài)生成歸根結(jié) 底還是其界面上控件的動(dòng)態(tài)生成過(guò)程。約定 4:凡在具體信息家電設(shè)備的詳細(xì)信息界面上出現(xiàn)的每個(gè)操作對(duì)象，都為其生成一個(gè)文本 Text 控件 (數(shù)據(jù)來(lái)源于該信息家電設(shè)備對(duì)應(yīng)操作的名稱 )和一個(gè)根據(jù)操作的參數(shù)類型所生成的控件 (見(jiàn)約定 5,約定 6 和約定 7)，后者的數(shù)據(jù)來(lái)源于該信息家電設(shè)備對(duì)應(yīng)操作的參數(shù)的取值范圍。若不帶約束，則在對(duì)應(yīng)的顯示區(qū)中尋找具有足夠空間的行對(duì)象，一旦找到合適的行對(duì)象，則返回該行對(duì)象 。 ② 、搜索一個(gè)可用的對(duì)象并動(dòng)態(tài)生成控件放置于其中。 處理所有的約束屬性集 :對(duì)于每個(gè)約束屬性集，針對(duì)其中的每個(gè)屬性，搜索一個(gè)用于放置控件的行對(duì)象，放置動(dòng)態(tài)生成的控件至該行對(duì)象中，并保證該約束屬性所對(duì)應(yīng)的控件集放置在連續(xù)的 區(qū)域里。 31 第七章 信息家電萬(wàn)能遙控器應(yīng)用程序的設(shè)計(jì) 邏輯功能模塊 信息家電萬(wàn)能遙控器應(yīng)用程序基于 Linux操作系統(tǒng)和 MiniGUI圖形系統(tǒng)，從邏輯功能上劃分，可分為主程序模塊、界面生成器模塊、命令裝配器模塊、結(jié)果拆裝器模塊和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信模塊五個(gè)部分，如圖 71 所示。結(jié)果拆裝器模塊用于接收來(lái)自于家庭網(wǎng)關(guān)的數(shù)據(jù)包，根據(jù)數(shù)據(jù)類型將數(shù)據(jù)包作拆包處理并提取數(shù)據(jù)放入對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中以便界面生成器使用。線程之間方便的通信機(jī)制。而 pthreadcondsignal 函數(shù)用于釋放被阻塞在某個(gè) 條件變量上的線程即用來(lái)喚醒線程。雖然是多線程的程序，但是從某一個(gè)時(shí)間上來(lái)看，系統(tǒng)可能只有一個(gè)線程正在運(yùn)行，而其他線程都處于空閑 (Idle)狀態(tài)。而嵌入式技術(shù)的飛速發(fā)展、各種新的家庭網(wǎng)絡(luò)類型的出現(xiàn)，以及 3C 技術(shù)的進(jìn)一步融合，又為智能家居、信息家電奠定了技術(shù)上的基礎(chǔ)，使它們真正地走進(jìn)千家萬(wàn)戶成為了可能。 針對(duì)信息家電萬(wàn)能遙控器的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了其硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)。 研究萬(wàn)能遙控器與家庭網(wǎng)關(guān)間的安全認(rèn)證機(jī)制 。 [4」黃慧華 .基于信息家電設(shè)備定義語(yǔ)言的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) :[碩士學(xué)位論文 ].中國(guó)優(yōu)秀博碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) .湖南師范大學(xué)， 20210 [5]沈連豐，宋躍成，葉芝慧 .嵌入式系統(tǒng)及其開(kāi)發(fā)應(yīng)用 [M].北京 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