【正文】 。 感謝我的同 學(xué) ，他們?cè)趯W(xué)習(xí)上為我提供了許多寶貴的意見。劉老師親切的為人、淵博的知識(shí)以及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度都將激勵(lì)我在今后的學(xué)習(xí)和工作中不斷的進(jìn)步。 [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。 [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(xué)出版社， . [3]金永權(quán) .嵌入式系統(tǒng)、智能家電及家庭網(wǎng)絡(luò) [J].單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用， 2021,1(1):1215。 設(shè)計(jì)一個(gè)不局限于家庭內(nèi)網(wǎng)中使用的遠(yuǎn)程信息家電萬能遙控器 :無論何時(shí)何地，只要能連入 GPRS網(wǎng)絡(luò)，通過家庭網(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。 當(dāng)然，由于自身水平、設(shè)備條件、時(shí)間有限等原因，本文還有很多值得進(jìn)一步探討、改進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)，能夠以該規(guī)范描述所有家電 。 設(shè)計(jì)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。 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。 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(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。要實(shí)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。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)。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(diǎn)和條件變量可以避免輪詢的特點(diǎn)。 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。這對(duì)圖形界面程序尤其有意義，當(dāng)一個(gè)操作耗時(shí)很長(zhǎng)時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)都會(huì)等待這個(gè)操作，此時(shí)程序不會(huì)響應(yīng)鍵塞在一個(gè)條件變量上即讓線程進(jìn)入睡眠狀態(tài)。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。運(yùn)行一個(gè)進(jìn)程中的多個(gè)線程，它 們彼此 32 之間使用相同的地址空間，共享大部分?jǐn)?shù)據(jù)，激活一個(gè)線程所花費(fèi)的空間遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于激活一個(gè)進(jìn)程所花費(fèi)的空間，而且，線程間彼此切換所需的時(shí)間也遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于進(jìn)程間切換所需要的時(shí)間。網(wǎng)絡(luò)通信模塊負(fù)責(zé)建立與家庭網(wǎng)關(guān)的無線網(wǎng)絡(luò)通信，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的可靠傳輸。命令裝配器模塊主要負(fù)責(zé)獲取并識(shí)別用戶在界面上的操作，動(dòng)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 。其中，主程序模塊在操作系統(tǒng)啟動(dòng)后開始執(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 。 處理非約束操作集 :針對(duì)該非約束操作集中的每個(gè)操作，按最先選擇策略搜索一個(gè)用于放置控件的對(duì)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(dòng)態(tài)生成的控件至該行對(duì)象中。 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。 描述 初始化界面對(duì)象的所有行對(duì)象。 ③ 、重復(fù)第 2步，直到所有動(dòng)態(tài)生成的控件放置完畢。 動(dòng)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(duì)象的所有行對(duì)象。若不存在，則返回一個(gè)從未使用過的行對(duì)象。若不存在，則返回一個(gè)從未使用過的行對(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(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”。約定 3: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)屬性對(duì)象，都為其生成兩個(gè)文本 Text 控件，它們所顯示的內(nèi)容由該信息家電設(shè)備對(duì)應(yīng)屬性的名稱和值提供。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。在不斷地向界面中放置動(dòng)態(tài)生成的控件的過程中，若當(dāng)前界面已經(jīng)無法繼續(xù)容納控件時(shí)，則在垂直方向上增大界面 (此時(shí) X=A, YB)并生成滾動(dòng)條，方便用戶瀏覽整個(gè)界面。 動(dòng)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(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。 28 4 在具體信息家電設(shè)備的詳細(xì)信息界面上動(dòng)態(tài)生成控件時(shí)，根據(jù)操作的參數(shù)類型、屬性等對(duì)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(gè)文本控件和一個(gè)滑動(dòng)條控件，分別對(duì)應(yīng)操作的附加信息和參數(shù)值 。 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 )。 這樣在我們生成帶約束的 GUI 界面時(shí)，約束屬性集 (或約束操作集 )所對(duì)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。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)。 約束 每種信息家電設(shè)備都具有自身的屬性和操作，這是其最基本的兩種特性。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 在萬能遙控器上必須動(dòng)態(tài)來生成 GUI界面。 信息字段 hio域的說明 27 第六章 信息家電萬能遙控器的帶約束的動(dòng)態(tài)界面布局 信息家電萬能遙控器的主要作用是提供一個(gè)前端的圖形用戶界面，以便于用戶的交互操作。其通信協(xié)議定義如下 : 幀格式 說明 : 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。在本系統(tǒng)中，信息家電萬能遙控器將作為客戶機(jī)，而家庭網(wǎng)關(guān)作為服務(wù)器。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 。其中， blue zkernel和 blue zfibs實(shí)現(xiàn)了圖中 Host Controller Socket Interface 之 間 的 全 部 內(nèi) 容 。 Blue z藍(lán)牙協(xié)議棧的結(jié)構(gòu)如圖 52所示。 除此之外，該協(xié)議還包括了主機(jī)控制接口 (HCI )，它屏蔽了底層硬件的差異性，向上層協(xié)議提供一個(gè)統(tǒng)一的通信接口。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。 藍(lán)牙協(xié)議是藍(lán)牙技術(shù)的核心組成部分，它能使藍(lán)牙設(shè)備之間互相定位并建立連接 。 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。 ⑦對(duì)界面皮膚的支持用戶可通過皮膚支持獲得外觀非常華麗的圖形界面。 22 MiniGUI通過兩種不同的內(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 )。 目前 MiniGUI 支持 IS088591IS0885915, GB2312, GBK,GB18030, BIG5, EUCJP, UNICODE 等字符集，支持等寬點(diǎn)陣字體、變寬點(diǎn)陣字體、 Qt/Embedded 使用的嵌入式字體 QPF, TrueType 以及 Adobe等矢量字體。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。 ④ 多種控件的支持 。抽象層的概念類似于 Linux內(nèi)核虛擬文件系統(tǒng)的概念。 ③ 引入圖形抽象層和輸入抽象層 。一般來說，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。每個(gè) MiniGUI應(yīng)用程序都包含一個(gè)主事件循環(huán)，它不停地、反復(fù)地檢測(cè)是否有 計(jì)算機(jī)外設(shè)發(fā)生的事件，例如 :鍵盤的敲擊、觸摸屏上的觸摸等。 ②完備的事件驅(qū)動(dòng)機(jī)制和消息傳遞機(jī)制 。 MiniGUI中的窗口分為 4類，分別為主窗口、對(duì)話框、控件和主窗口的子窗口。 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，并對(duì)上層用戶應(yīng)用程序提 供了一致的功能特性?；?Mini GUI的應(yīng)用程序一般通過 ANSI C庫(kù)以及 Mini GUI自身提供的 API來實(shí)現(xiàn)自己的 功能 。 BSD是 Unix發(fā)展歷史中的一個(gè)版本。它是以 BSD為模型而實(shí)現(xiàn)的。 ⑤網(wǎng)絡(luò)通信。虛擬文件系統(tǒng)可以分為邏輯文件系統(tǒng)和設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序兩部分。 ④虛擬文件系統(tǒng)。 MMU的主要作用有兩個(gè)方面 :一是提供地址映射 。 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)。此外， Linux還支持 UNIX System V版本中的 3種進(jìn)程間通信機(jī)制 :消息隊(duì)列、信號(hào)量和共享內(nèi)存 。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)。 ②進(jìn)程間通信。對(duì)于普通進(jìn)程， Linux 采用動(dòng)態(tài)優(yōu)先級(jí)調(diào)度 。進(jìn)程調(diào)度控制著進(jìn)程對(duì)CPU 的訪問。在進(jìn)程的生命周期中，可能處于以下狀態(tài)之一 :運(yùn)行、等待、停止和僵死。 ①進(jìn)程管理。 它非常靈活，各部分的可定制性都很強(qiáng)，能適合多種需求。 5可裁剪性。 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?，F(xiàn)在， Linux甚至可以在沒有 MMU(內(nèi)存管理單元 )的處理器上運(yùn)行。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。 Linux作為嵌入式操作系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面 : 1功能強(qiáng)大的內(nèi)核，性能高效、穩(wěn)定 、多任務(wù)。 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)。其原理介紹如下 : S3C2410X 內(nèi)部集成了 NAND Flash控制器，為了支持系統(tǒng)從 NAND Flash中啟動(dòng)，S3C24l0X內(nèi)部有一塊被稱為“墊腳石” (Steppingstone)的 SRAM緩存。 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。作為一種非易失性存儲(chǔ)器， Flash在系統(tǒng)中通常用于存放程序代碼、常量表以及一些在系統(tǒng)掉電后需要保存的用戶數(shù)據(jù)等。 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。這個(gè)工作頻率足以使處理器輕松運(yùn)行 Linux, Windows CE等操作系統(tǒng)以及進(jìn)行較為復(fù)雜的信息處理。 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。 2個(gè) SPI接口 。 IIS 總線接口 。 ⑥ 8通道的 10位 ADC。 ③ 3個(gè)通道的 DART。 ② SDRAM控制器 。 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)