【正文】 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。它原本被設(shè)計(jì)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)。 Linux的內(nèi)核非常穩(wěn)定。 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)。 3完善的網(wǎng)絡(luò)、圖形用戶界面和文件管理機(jī)制。 4支持大量的周邊硬件設(shè)備，驅(qū)動(dòng)豐富，從而大大降低開發(fā)難度和周期。 Linux內(nèi)核與用戶界面是完全獨(dú)立的。 Linux內(nèi)核 完整的 Linux內(nèi)核主要由五個(gè)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。 進(jìn)程是程序在某個(gè)數(shù)據(jù)集上的執(zhí)行過程，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。進(jìn)程管理包括進(jìn)程調(diào)度和進(jìn)程間通信。通過進(jìn)程調(diào)度算法來確定下一個(gè)將要運(yùn) 行的進(jìn)程。對(duì)于實(shí)時(shí)進(jìn)程， Linux采用 FIFO(先來先服務(wù) )和 Round Robin(時(shí)間片輪轉(zhuǎn) )兩種調(diào)度略。 對(duì)于多任務(wù)、多用戶的操作系統(tǒng)來說，進(jìn)程間通信是一項(xiàng)必不可少的手段。 Linux支持 IPC(Inter Progress Communication)機(jī)制，包括信號(hào)和管道。 ③內(nèi)存管理。 20 內(nèi)存管理的實(shí)現(xiàn)與 MMU關(guān)系密切。二是提供訪問保護(hù)。 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(duì)各種文件系統(tǒng)的抽象。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。 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。 BSD(Berkeley Software Distribution)是 Unix現(xiàn)有技術(shù)的一個(gè)重要來源，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)。 嵌入式圖形系統(tǒng) MiniGUI Mini GUI是一個(gè)適用于嵌入式系統(tǒng)的、功能強(qiáng)大的、輕量級(jí)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]。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，而上層應(yīng)用程序則無需關(guān)心底層的硬件平臺(tái)輸出和輸入設(shè)備。這些功能特性如下 ： ①完備的多窗口機(jī)制 。 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，通過函數(shù)調(diào)用可建立主窗口以及對(duì)應(yīng)的線程。 MiniGUI使用事件驅(qū)動(dòng)作為應(yīng)用程序的創(chuàng)建構(gòu)架。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。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(gè)消息循環(huán)，從應(yīng)用程序的消息隊(duì)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。 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。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。 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、工具欄、拖 動(dòng)條、樹型控件和月歷控件等等。 ⑤ 多字符集和多字體支持 。 ⑥支持兩種不同的顯示設(shè)備 。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。 ⑧針對(duì)嵌入式的特殊支持 。 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。通 過這個(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。 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)。 24 5 .1 .1 Blue z 隨著 Linux操作系統(tǒng)在開源世界里的作用越來越重要，許多組織針對(duì) Linux操作系統(tǒng)的特性開發(fā)出很多的開源藍(lán)牙協(xié)議，如 :Bluez ,Affix, OpenBT , Blue drekar 等。 Bluez協(xié)議棧主要由三部分組成 :blue z kernel, blue zfibs, blue。 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。 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(gè)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(qǐng)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。使用套接口編寫網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的流程圖如圖 53所示 : 信息家電萬能遙控器與家庭網(wǎng)關(guān)間的通信協(xié)議 信息家電萬能遙控器與家庭網(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。 26 ④ Fcs:校驗(yàn)碼 (循環(huán)校驗(yàn)碼，公式為 x16+xlZ+XS+l)，計(jì)算校驗(yàn)碼不包括標(biāo)志。在萬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。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(dòng)態(tài)生成的控件合理、美觀、高效地布局”了。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。 (或約束操作集 )中的每個(gè)屬性 (或操作 )所擁有的約束號(hào)相同，不同的約束屬性集 (或約束操作集 )之間的任兩個(gè)屬性 (或操作 )的約束號(hào)不同。 動(dòng)態(tài)界面布局的設(shè)計(jì)目標(biāo) 從萬能遙控器 GUI界面的實(shí)際需要出發(fā)，我們提出萬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。 3 在非具體信息家電設(shè)備的詳細(xì)信息界面上動(dòng)態(tài)生成控件時(shí)，采用同種類別的控件(如 :Button控件 )。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 )。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 )。 動(dòng)態(tài)控件生成協(xié)議 萬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)生成過程。約定 2:若是當(dāng)前界面無法容納所有動(dòng)態(tài)生成的控件，則應(yīng)生成滾動(dòng)條 scrollbar 控件，以便上下拖動(dòng)瀏覽界面。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(duì)應(yīng)操作的參數(shù)的取值范圍。該算法首先判斷是否為帶約束的屬性或操作對(duì)應(yīng)的控件尋找行對(duì)象，若帶約束，則在對(duì)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(hào)且具有足夠的空間容納該控件的行對(duì)象，若存在這樣的行對(duì)象，則返回該行對(duì)象 。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 。為了節(jié)省界面資源，未帶約束的屬性 (或操作 )對(duì)應(yīng)的控件可能會(huì)放 在某個(gè)屬性集 (或約束操作集 )的顯示區(qū) 中。 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。 ④ 、顯示界面。 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。 處理所有的約束操作集 :對(duì)于每個(gè)約束操作集，針對(duì)其中的每個(gè)操作，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，并保證該約束操作所對(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(gè)部分，如圖 71 所示。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(dòng)態(tài)地生成圖形用 戶界面 。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(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中以便界面生成器使用。 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?！肮?jié)儉”的多任務(wù)操作方式。線程之間方便的通信機(jī)制。提高應(yīng)用程序響應(yīng)。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喚醒線程。 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(gè)執(zhí)行過程，有很多優(yōu)點(diǎn)。雖然是多線程的程序，但是從某一個(gè)時(shí)間上來看，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)。 34 結(jié) 語 隨著人們對(duì)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(huì)信息化過程中的一個(gè)很重要環(huán)節(jié)。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)千家萬戶成為了可能。 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(tái)，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)。 針對(duì)信息家電萬能遙控器的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了其硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)。 從界面動(dòng)態(tài)生成技術(shù)和多線程技術(shù)方面對(duì)信息家電萬能遙控器應(yīng)用程序進(jìn)行了設(shè)計(jì)，并在 PC機(jī)上進(jìn)行了相應(yīng)的模擬。 研究萬能遙控器與家庭網(wǎng)關(guān)間的安全認(rèn)證機(jī)制 。 35 參考文獻(xiàn) [1]張志偉 .家庭網(wǎng)絡(luò)和信息家電 [[J].計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用， 2021, 38(9):211212。 [4」黃慧華 .基于信息家電設(shè)備定義語言的遠(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)及其開發(fā)應(yīng)用 [M].北京 :電子工業(yè)出版社， . 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