【正文】 最后，感謝我的家人對我學(xué)業(yè)的支持和鼓勵。 劉老師在學(xué)習(xí)上給了我無私的幫助和關(guān)懷，耐心的傳授我專業(yè)知識，認(rèn)真的指導(dǎo)我進(jìn)行科學(xué)研究，并給我提供了許多實(shí)踐的機(jī)會，讓我受益匪淺。 35 參考文獻(xiàn) [1]張志偉 .家庭網(wǎng)絡(luò)和信息家電 [[J].計算機(jī)工程與應(yīng)用， 2021, 38(9):211212。 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(jìn)行了設(shè)計，并在 PC機(jī)上進(jìn)行了相應(yīng)的模擬。 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(jìn)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)。 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)。 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(shí)現(xiàn)多任務(wù)，以及在實(shí)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(diǎn)。提高應(yīng)用程序響應(yīng)。 萬能遙控器應(yīng)用程序的模塊圖 多線程 多線程機(jī)制的優(yōu)點(diǎn) 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(diǎn)： ①多線程是一種非常“節(jié)儉”的多任務(wù)操作方式。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 。 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。 ④ 、顯示界面。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。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(biāo)記了帶約束標(biāo)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 。約定 2:若是當(dāng)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。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 )。 3 在非具體信息家電設(shè)備的詳細(xì)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 )。 (或約束操作集 )中的每個屬性 (或操作 )所擁有的約束號相同，不同的約束屬性集 (或約束操作集 )之間的任兩個屬性 (或操作 )的約束號不同。然而，界面又是由若干控件所組成，這樣，“如何合理、美觀、高效地生成界面”就轉(zhuǎn)化成為“如何在界面上將動態(tài)生成的控件合理、美觀、高效地布局”了。 26 ④ Fcs:校驗碼 (循環(huán)校驗碼，公式為 x16+xlZ+XS+l)，計算校驗碼不包括標(biāo)志。 5 . SOCKET Blue z藍(lán)牙協(xié)議棧為高層用戶應(yīng)用程序提供了網(wǎng)絡(luò) API接口支持，而網(wǎng)絡(luò) API的標(biāo)準(zhǔn) 25 形式就是向用戶提供一個套接字 (Socket這樣我們就涉及到了套接字編程 [26]0 利用 Socket實(shí)現(xiàn)通信采用的是客戶機(jī) /服務(wù)器模式，將請求服務(wù)的一端稱為客戶機(jī)，而提供服務(wù)的一端稱為服務(wù)器。 Bluez協(xié)議棧主要由三部分組成 :blue z kernel, blue zfibs, blue。 圖 S1系統(tǒng)所使用的藍(lán)牙協(xié)議棧結(jié)構(gòu)圖 在該藍(lán)牙協(xié)議棧中，包含了藍(lán)牙規(guī)范中的所有核心協(xié)議 :基帶協(xié)議 (Base band )、鏈路管理協(xié)議 (LMP )、邏輯鏈路控制和適配器協(xié)議 (L2CAP)和服務(wù)發(fā)現(xiàn)協(xié)議 (SDP)。 23 第五章 信息家電萬能遙控器的通信技術(shù)及相關(guān)協(xié) 議 藍(lán)牙協(xié)議 Blue z 信息家電萬能遙控器同家庭網(wǎng)關(guān)之間是通過藍(lán)牙進(jìn)行無線網(wǎng)絡(luò)通信的，在藍(lán)牙硬件模塊的基礎(chǔ)上還需要藍(lán)牙協(xié)議棧的支持。前者小巧靈活，而后者是在前者基礎(chǔ)上提供了更加強(qiáng)大的圖 形功能。 ⑤ 多字符集和多字體支持 。它定義了一組不依賴于任何特殊硬件的抽象接口，所有頂層的圖形操作和輸入處理都建立在抽象接口之上。應(yīng)用程序中的主要任務(wù)是處理消息，所以需要建立一個消息循環(huán)，從應(yīng)用程序的消息隊列中檢索消息，并將每條消息發(fā)送到相應(yīng)的窗口處理函數(shù) (如 :Win Proc 函數(shù) )中，由窗口處理函數(shù)來進(jìn)行處理。 MiniGUI使用事件驅(qū)動作為應(yīng)用程序的創(chuàng)建構(gòu)架。這些功能特性如下 ： ①完備的多窗口機(jī)制 。 嵌入式圖形系統(tǒng) MiniGUI Mini GUI是一個適用于嵌入式系統(tǒng)的、功能強(qiáng)大的、輕量級的圖形用戶界面支持系統(tǒng)，是由北京飛漫軟件技術(shù)有限公司擁有版權(quán)并主持和 維護(hù)的自由軟件 [[21]。 Linux所使用的 BSD Socket不僅是網(wǎng)絡(luò)通信的接口，而且是一種進(jìn)程間通信的機(jī)制。 虛擬文件系統(tǒng) (VFS, Virtual File System)為系統(tǒng)內(nèi)核與不同的文件系統(tǒng)之間提供了統(tǒng)一的接口，是對各種文件系統(tǒng)的抽象。 20 內(nèi)存管理的實(shí)現(xiàn)與 MMU關(guān)系密切。 Linux支持 IPC(Inter Progress Communication)機(jī)制，包括信號和管道。對于實(shí)時進(jìn)程， Linux采用 FIFO(先來先服務(wù) )和 Round Robin(時間片輪轉(zhuǎn) )兩種調(diào)度略。進(jìn)程管理包括進(jìn)程調(diào)度和進(jìn)程間通信。 Linux內(nèi)核 完整的 Linux內(nèi)核主要由五個部分組成 :進(jìn)程管理模塊，進(jìn)程間通信模塊，內(nèi)存管理模塊，虛擬文件系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)通信模塊。 4支持大量的周邊硬件設(shè)備，驅(qū)動豐富，從而大大降低開發(fā)難度和周期。 2支持多種體系結(jié)構(gòu)， Linux支持 X86, ARM, MIPS等多種體系結(jié)構(gòu)。它原本被設(shè)計為桌面系統(tǒng)，現(xiàn)在廣泛應(yīng)用于服務(wù)器領(lǐng)域，而更大的影 19 響在于它正逐漸的應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)。這樣，啟動代碼、操作系統(tǒng)內(nèi)核以及用戶應(yīng)用程序可以存放在 NAND Flash中，直接從 NAND Flash中啟動。它具有功耗低、容量大、擦寫速度快、可整片或分扇區(qū)在系統(tǒng)編程等特點(diǎn)，并且可由內(nèi)部嵌入的算法完成對芯片的操作，因而在各種嵌入式系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。 MPLL所產(chǎn)生的主時鐘能夠使處理器工作頻率最高達(dá)到 203MHz。 ⑧ 2個 USB主機(jī)接口， 1個 USB設(shè)備接口 。 ④ 4個通道的 DMA, ⑤ 4個具有 PWM功能的計時器和 1個內(nèi)部時鐘 。它集成了如下片內(nèi)外圍功能部件「 71: ① 1個 LCD控制器 (支持 STN和 TFT帶有觸摸屏的液晶顯示屏 )。 17 第四章 信息 家電萬能遙控器軟硬件平臺的構(gòu)建 硬件平臺 信息家電萬能遙控器的硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖 41所示，其中包含有許多小模塊，它們以嵌入式處理器 S3C2410X為核心，實(shí)現(xiàn)不同的功能。 圖 33:萬能遙控器查詢功能事務(wù)流程圖 萬能遙控器對信息家電設(shè)備的控制功能的實(shí)現(xiàn)較為復(fù)雜，它涉及到家庭網(wǎng)關(guān)和信息家電設(shè)備，要求三者密切配合。無論哪種查詢，都由萬能遙控器利用命令裝配器將查詢請求打包并發(fā)送給家庭網(wǎng)關(guān) 。 結(jié)果拆裝器 :將家庭網(wǎng)關(guān)發(fā)至萬能遙控器的數(shù)據(jù)包按通信協(xié)議進(jìn)行拆裝，作為界面生成器模塊的輸入數(shù)據(jù)。 信息家 電萬能遙控器 在智能家居中，信息家電萬能遙控器是一個可以操縱 和管理所有信息家電的、可以直接與用戶交互的可視化嵌入式智能設(shè)備 。 家庭網(wǎng)關(guān)統(tǒng)一管理著智能家居中所有的信息家電、設(shè)備。同時，還需要將自己的設(shè)備描述文件提交給家庭網(wǎng)關(guān)。其核心是信息家電萬能遙控器，它的主要功能是在智能家居內(nèi)部管理和操縱所有信息家電。這樣，讓設(shè)備與家庭網(wǎng)關(guān)之間相互理解和交互成為了可能。它所具有的可變屬性有 :開關(guān)、靜音、屏顯、音量、亮度、頻道和輸入模式 。 [function:‘ 設(shè)置亮度 ’ references‘ 亮度 ’ ]void Set Brightness(int volume[[0,100]])。 [function:‘ 開關(guān) ’ references‘ 開關(guān) ’ ]void On Off (switch power)。 [VAR attribute:‘ 音量 ’ ]50。 12 [CONST attribute:‘ 分辨率 ’ ]1366*768。 [CONST attribute:‘屏幕響應(yīng)速度’ ]8ms。 例如 :海爾電視 is電視 { En um switch=(開，關(guān) )。 10 []表示對后面內(nèi)容的說明。 6 A表示可重復(fù) 0次或 I次 ?，F(xiàn) 說明如下 : 1 ::=表示定義為 。 46 ( 35{枚舉值 ’‘，” }*枚舉值 “ )，’“ 。例如 :電視的輸入模式 (input mode)屬性就具有兩個值。對最終用戶來說這是透明的，無須知道該應(yīng)用程序接口的存在及其用法。而可變屬性的值是隨著環(huán)境的影響和使用者的干預(yù)而不斷變化的。 信息家電接口定義語言 (IAIDL)是一種用來定義家庭網(wǎng)絡(luò)中信息家電的說明性語言，是對設(shè)備資源信息的描述。本文在研究過程中，對其硬件系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計，包括 CPU, FLASH, SDRAM, Keyboard, BLUE TEETH, LCD, Touch Pad, POWER各個模塊。基于上述問題，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)、無線通信技術(shù)以及手持移動終端技術(shù)，設(shè)計一個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)備信息家電萬能遙控器。 ③ 嵌入式系統(tǒng)的硬件和軟件都必須高效率地設(shè)計，量體裁衣，去除冗余，力爭在同樣的硅片面積上實(shí)現(xiàn)更多的功能和更高的性能 。 嵌入式技術(shù) 嵌入式系統(tǒng)就是“以 應(yīng)用為中心、以計算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)、軟件硬件可裁剪、適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專用計算機(jī)系統(tǒng)”。 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。它是在家庭和社會的信息網(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 )連接起來而形成的網(wǎng)絡(luò) 。 根據(jù)智能家居的特點(diǎn)、功能及目標(biāo)，我們設(shè)計的智能家居的基本 結(jié)構(gòu)如圖 11所示。智能家居是一個典型的 集計算機(jī)、通訊和消費(fèi)于一體的 3C 系統(tǒng)，是整個世界形成的一個巨型網(wǎng)絡(luò)的末端，俗稱是該網(wǎng)絡(luò)的“最后 100米” 。 信息家電可根據(jù)周圍環(huán)境自動調(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。信息家電不是獨(dú)立存在的，通常被稱為是合作的設(shè)備 (Cooperating Devices)。由于復(fù)雜的控制程序由內(nèi)嵌在家電中的控制器解決，不必等待重新啟動設(shè)備或是加載軟件后才能使用設(shè)備。 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。 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時代”。 2 ABSTRACT Since 21st century, embedded technology has e into high speed developed era, it has perated every aspect of human society, it exists in anywhere and is affecting the life of human profoundly. The ceaseless progress of science technologies enhances the social development level， people have advanced exigent demand for improving the life quality , too. But the traditional domestic appliance could not satisfy the needs of modern families. People need information , inter and intelligent information appliances. As a necessity, information appliances and intelligent houses will enter our future life. Beside