【導讀】21世紀以來，嵌入式技術(shù)進入了高速發(fā)展的時代，已經(jīng)滲透進人類社會的方方面面，可以說是無所不在，無處不在，正深刻地影響著人們的生活。科學技術(shù)的不斷進步帶來了。社會發(fā)展水平的提高，人們對生活品質(zhì)的提升也提出了迫切要求。傳統(tǒng)的家用電器已經(jīng)無。統(tǒng)家電時，遙控器的管理和使用會變得很不方便。在智能家居中也存在著各種各樣的信息。家電，為解決上述問題，本文提出了一個可以管理和控制所有信息家電的萬能遙控器。S3C2410X+Linux+MiniGUI+Bluez的信息家電萬能遙控器:以嵌入式微處理器S3C2410X為。在萬能遙控器應(yīng)用程序的設(shè)計中進行了流程分析和關(guān)鍵討論?？梢灶A見，在市場需求和技術(shù)發(fā)展的雙重推動下，信息家電萬能遙控器必。將走進千家萬戶，成為智能家居不門」一或缺的成員。

　　

【正文】 生成帶約束的 GUI 界面時，約束屬性集 (或約束操作集 )所對應(yīng)的控件集仍能在空間分布上保持整體性，而不是離散的，使得界面更加合理化、人性化。 動態(tài)界面布局的設(shè)計目標 從萬能遙控器 GUI界面的實際需要出發(fā)，我們提出萬能遙控器的帶約束的界面動態(tài)布局的目標為 : 1界面風格要保持一致，字的大小、顏色、字體要相同。 2 為了節(jié)省 界面資源，控件的長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公共值 )。 3 在非具體信息家電設(shè)備的詳細信息界面上動態(tài)生成控件時，采用同種類別的控件(如 :Button控件 )。 28 4 在具體信息家電設(shè)備的詳細信息界面上動態(tài)生成控件時，根據(jù)操作的參數(shù)類型、屬性等對象的不同采用不同類別的控件 (如 :若是操作且其參數(shù)類型為整型，則生成一個文本控件和一個滑動條控件，分別對應(yīng)操作的附加信息和參數(shù)值 。若是屬性，則生成兩個文本控件，分別對應(yīng)屬性名和屬性值 )。 動態(tài)界面 布局的原理 在萬能遙控器中，欲生成的圖形用戶界面是一塊在水平方向上為定長，在垂直方向上不定長的矩形區(qū)域 (設(shè)界面的水平長度為 X(像 素 )，垂直高度為 Y(像素 ))，它是作為放置控件的容器。界面初始大小為物理顯示屏的大小 (若物理顯示屏大小為 A*B(像素 )，則X=A,Y=B )。在不斷地向界面中放置動態(tài)生成的控件的過程中，若當前界面已經(jīng)無法繼續(xù)容納控件時，則在垂直方向上增大界面 (此時 X=A, YB)并生成滾動條，方便用戶瀏覽整個界面。 動態(tài)控件生成協(xié)議 萬能遙控器的圖形用戶界面的動態(tài)生成歸根結(jié) 底還是其界面上控件的動態(tài)生成過程。為滿足設(shè)計目標的要求，我們對動態(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)的對象，都為其生成一個按鈕 button控件，其名稱由對應(yīng)的信息家電設(shè)備提供 (數(shù)據(jù)來源于對應(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。約定 2:若是當前界面無法容納所有動態(tài)生成的控件，則應(yīng)生成滾動條 scrollbar 控件，以便上下拖動瀏覽界面。約定 3:凡在具體信息家電設(shè)備的詳細信息界面上出現(xiàn)的每個屬性對象，都為其生成兩個文本 Text 控件，它們所顯示的內(nèi)容由該信息家電設(shè)備對應(yīng)屬性的名稱和值提供。約定 4:凡在具體信息家電設(shè)備的詳細信息界面上出現(xiàn)的每個操作對象，都為其生成一個文本 Text 控件 (數(shù)據(jù)來源于該信息家電設(shè)備對應(yīng)操作的名稱 )和一個根據(jù)操作的參數(shù)類型所生成的控件 (見約定 5,約定 6 和約定 7)，后者的數(shù)據(jù)來源于該信息家電設(shè)備對應(yīng)操作的參數(shù)的取值范圍。 29 動態(tài)界面布局的算法 搜索行對象算法 信息家電萬能遙控器上有三種界面，無論哪種界面的生成，都要在放置一個動態(tài)生成的控件之前，確定應(yīng)將其放置在哪個行中，因此需要使用“ 搜尋行對象算法”。該算法首先判斷是否為帶約束的屬性或操作對應(yīng)的控件尋找行對象，若帶約束，則在對應(yīng)的顯示區(qū) (屬性顯示區(qū)或操作顯示區(qū) )中尋找標記了帶約束標志、具有相同約束號且具有足夠的空間容納該控件的行對象，若存在這樣的行對象，則返回該行對象 。若不存在，則返回一個從未使用過的行對象。若不帶約束，則在對應(yīng)的顯示區(qū)中尋找具有足夠空間的行對象，一旦找到合適的行對象，則返回該行對象 。若不存在，則返回一個從未使用過的行對象。為了節(jié)省界面資源，未帶約束的屬性 (或操作 )對應(yīng)的控件可能會放 在某個屬性集 (或約束操作集 )的顯示區(qū) 中。 動態(tài)生成信息家電的類別界面 (或同類信息家電設(shè)備的列表界面 )的主算法描述 ① 、初始化界面對象的所有行對象。 ② 、搜索一個可用的對象并動態(tài)生成控件放置于其中。 ③ 、重復第 2步，直到所有動態(tài)生成的控件放置完畢。 ④ 、顯示界面。 描述 初始化界面對象的所有行對象。 處理所有的約束屬性集 :對于每個約束屬性集，針對其中的每個屬性，搜索一個用于放置控件的行對象，放置動態(tài)生成的控件至該行對象中，并保證該約束屬性所對應(yīng)的控件集放置在連續(xù)的 區(qū)域里。 處理非約束屬性集 :針對該非約束屬性集中的每個屬性，按最先選擇策略搜索一個用于 30 放置控件的對象 (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 )，放置動態(tài)生成的控件至該行對象中。 處理所有的約束操作集 :對于每個約束操作集，針對其中的每個操作，搜索一個用于放置控件的行對象，放置動態(tài)生成的控件至該行對象中，并保證該約束操作所對應(yīng)的控件集放置在連續(xù)的區(qū)域里。 處理非約束操作集 :針對該非約束操作集中的每個操作，按最先選擇策略搜索一個用于放置控件的對象 (為節(jié)省界面資源，填充在操作顯示區(qū)中仟何 允許的位置上 )，放置動態(tài)生成的控件至該行對象中。 31 第七章 信息家電萬能遙控器應(yīng)用程序的設(shè)計 邏輯功能模塊 信息家電萬能遙控器應(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)果拆裝器模塊和無線網(wǎng)絡(luò)通信模塊五個部分，如圖 71 所示。其中，主程序模塊在操作系統(tǒng)啟動后開始執(zhí)行，負責其余模塊的加載、 CPU控制等等，是整個軟件系統(tǒng)的核心 。界面生成器模塊是主要是利用從家庭網(wǎng)關(guān)處獲得的信息動態(tài)地生成圖形用 戶界面 。命令裝配器模塊主要負責獲取并識別用戶在界面上的操作，動態(tài)地生成即將發(fā)送給家庭網(wǎng)關(guān)或信息家電的命令包 。結(jié)果拆裝器模塊用于接收來自于家庭網(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)放入對應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中以便界面生成器使用。網(wǎng)絡(luò)通信模塊負責建立與家庭網(wǎng)關(guān)的無線網(wǎng)絡(luò)通信，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的可靠傳輸。 萬能遙控器應(yīng)用程序的模塊圖 多線程 多線程機制的優(yōu)點 多線程程序作為一種多任務(wù)、并發(fā)的工作方式，具有以下優(yōu) 點： ①多線程是一種非?！肮?jié)儉”的多任務(wù)操作方式。運行一個進程中的多個線程，它 們彼此 32 之間使用相同的地址空間，共享大部分數(shù)據(jù)，激活一個線程所花費的空間遠遠小于激活一個進程所花費的空間，而且，線程間彼此切換所需的時間也遠遠小于進程間切換所需要的時間。線程之間方便的通信機制。在同一進程下的線程之間共享數(shù)據(jù)空間，因此一個線程的數(shù)據(jù)可以直接為其它線程所用，這不僅快捷，而且方便。提高應(yīng)用程序響應(yīng)。這對圖形界面程序尤其有意義，當一個操作耗時很長時，整個系統(tǒng)都會等待這個操作，此時程序不會響應(yīng)鍵塞在一個條件變量上即讓線程進入睡眠狀態(tài)。而 pthreadcondsignal 函數(shù)用于釋放被阻塞在某個 條件變量上的線程即用來喚醒線程。 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。 圖 76主線程與接收拆裝線程同步的程序流程圖 綜上所述，在萬能遙控器應(yīng)用程序中選擇多線程實現(xiàn)多任務(wù)，以及在實現(xiàn)中利用了互斥鎖和條件變量來控制整個執(zhí)行過程，有很多優(yōu)點。最重要的是，節(jié)省了嵌入式系統(tǒng)的寶 33 貴系統(tǒng)資源，這是利用了線程“輕”的優(yōu)點和條件變量可以避免輪詢的特點。雖然是多線程的程序，但是從某一個時間上來看，系統(tǒng)可能只有一個線程正在運行，而其他線程都處于空閑 (Idle)狀態(tài)。其次，程序結(jié)構(gòu)清晰，線索清楚，便于功能擴展和代碼維護。 34 結(jié) 語 隨著人們對生活品質(zhì)、居住條件、信息獲取的需求更加迫切，家庭信息化成為社會信息化過程中的一個很重要環(huán)節(jié)。要實現(xiàn)家庭信息化，建立完善的智能家居系統(tǒng)和使用具有數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化的信息家電則是必由之路。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)，使它們真正地走進千家萬戶成為了可能。 本課題的研究結(jié)合了嵌入式技術(shù) 、無線通信技術(shù)和手持移動終端技術(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，提出了一個可行的方案。 本文的主要研究成果有 : 使用了信息家電接口定義語言 IAIDL 將異構(gòu)的信息家電抽象到同一語言平臺，進行功能描述，從而為在智能家居中控制和管理所有信息家電奠定了基礎(chǔ)。 提出了基于 C/S 模式的智能家居信息家電網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，這是信息家電萬能遙控器存在的系統(tǒng)環(huán)境。 針對信息家電萬能遙控器的特點，設(shè)計了其硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)。 設(shè)計了信息家電萬能遙控器 與家庭網(wǎng)關(guān)間的高層通信協(xié)議。 從界面動態(tài)生成技術(shù)和多線程技術(shù)方面對信息家電萬能遙控器應(yīng)用程序進行了設(shè)計，并在 PC機上進行了相應(yīng)的模擬。 當然，由于自身水平、設(shè)備條件、時間有限等原因，本文還有很多值得進一步探討、改進的地方 : 提出完備的 IAIDL 規(guī)范，使得在信息家電行業(yè)中形成統(tǒng)一的、完備的標準，能夠以該規(guī)范描述所有家電 。 研究萬能遙控器與家庭網(wǎng)關(guān)間的安全認證機制 。 設(shè)計一個不局限于家庭內(nèi)網(wǎng)中使用的遠程信息家電萬能遙控器 :無論何時何地，只要能連入 GPRS網(wǎng)絡(luò)，通過家庭網(wǎng)關(guān) 的身份認證之后就可遠程遙控家中的所有信息家電。 35 參考文獻 [1]張志偉 .家庭網(wǎng)絡(luò)和信息家電 [[J].計算機工程與應(yīng)用， 2021, 38(9):211212。 [2]韓江洪，張建軍等 .智能家居系統(tǒng)與技術(shù) [M].合肥 :合肥工業(yè)大學出版社， . 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