智能家居中信息家电万能遥控器的研究与设计

1、湖南师范大学硕士学位论文智能家居中信息家电万能遥控器的研究与设计姓名：彭华申请学位级别：硕士专业：计算机应用技术指导教师：刘宏20080301摘要世纪以来，嵌入式技术进入了高速发展的时代，已经渗透进人类社会的方方面面，可以说是无所不在，无处不在，正深刻地影响着人们的生活。科学技术的不断进步带来了社会发展水平的提高，人们对生活品质的提升也提出了迫切要求。传统的家用电器已经无法满足现代家庭的需要，人们需要信息化、网络化和智能化的信息家电，因此信息家电和智能家居进入未来家庭是一个必然的趋势，它们将为人们提供一个舒适、安全、便捷的生活环境。在现代家庭生活中使用的每种传统家电都有其对应的专用遥控器，当家

2、里有较多的传统家电时，遥控器的管理和使用会变得很不方便。在智能家居中也存在着各种各样的信息家电，为解决上述问题，本文提出了一个可以管理和控制所有信息家电的万能遥控器。文章首先介绍了信息家电接口定义语言，它采用面向对象方法描述信息家电设备，以便将不同厂商生产的信息家电抽象到同一个语言平台上进行统一管理和控制；然后设计了智能家居中信息家电网络监控系统的模型，并基于该模型构造了一个￥的信息家电万能遥控器：以嵌入式微处理器￥为中心设计硬件平台，裁减和移植作为嵌入式操作系统，以作为嵌入式图形系统，以作为蓝牙协议栈，并使用语言编程的方式实现万能遥控器应用程序；最后在万能遥控器应用程序的设计中进行了流程分析

3、和关键讨论。信息家电万能遥控器的一个重要作用是为用户提供一个用于交互的前端图形用户界面。由于每个家庭中的信息家电设备的种类和数目及其详细信息都不尽相同，因此本文还设计了带约束的界面动态布局的算法完成界面的动态生成。本课题的研究结合了嵌入式技术、无线通信技术和手持移动终端技术，提出了一个可行的方案。可以预见，在市场需求和技术发展的双重推动下，信息家电万能遥控器必将走进千家万户，成为智能家居不可或缺的成员。关键词：信息家电，万能遥控器，嵌入式技术，动态界面布局，（），一，：￥，：，。，：，湖南师范大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成

4、果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：嚆之竿擀月歹日湖南师范大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南师范大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于、保密口，在年解密后适用本授权书。、不保密囱。、（请在以

5、上相应方框内打“）作者签名：儆华导师签名：乏勿丘岂日期：膨月日一日期：蚺月日智能家居中信息家电万能遥控器的研究与设计绪论世纪以来，数字化、网络化和智能化技术取得了更加迅猛的发展并日益渗透到各个领域。借助这些现代科学技术，人们已经可以足不出户纵览全球。电子商务、电子政务、网上银行、网上购物、网上投资、远程医疗、远程教育、社区智能管理等等，以超乎想象的速度改变了人类的生产、生活方式，更深刻地影响到人类的思维模式和生存状态。随着网络向普通家庭生活不断扩展，（，）融合的趋势日益明显，人类家庭正逐步进入以信息家电和智能家居为标志的“后时代”。信息家电信息家电（，简称为）是一种操作简便、实用性强、具有网络

6、信息终端功能的智能化家电产品，是利用计算机、数字通信和电子技术与传统家电相结合的创新产品，是为满足现代家庭需要而设计的新型家用电器从技术角度来看，信息家电是以利用网络主动或被动交互信息来完成产品功能为主要特征，它将数字化技术引入家用电器、移动通信等设备，使其成为网络终端，进而成为信息装置，用以发布、获取和处理信息。信息家电被人们看作是“看不见的电脑”，因为它通过对技术的隐藏，使得用户能够从机的复杂中解脱出来，将易于使用的特性展露在用户面前。所以相对于传统的家电而言，信息家电具有如下的特点：易用性信息家电最重要的目的就是要克服复杂性，做到以人为中心，而不是以技术为中心。由于信息家电采用了嵌入式技

7、术，从而降低了应用界面的技术要求，增强了技术对用户的透明度，让用户在使用时避免了与操作系统的直接接触，只要通过日常积累起来的硕士学位论文经验就能够很方便的操作这些设备，减少了人机之间的技术障碍，突显了应用功能。同时由于功能的集中，可以使得使用界面保持稳定的模式，给用户的操作也带来很大的方便。夺功能单一集中是指只完成某种或某几种特定的功能。信息家电实际上是面向任务（）的设备，它将一些特定的功能从大而全的计算机中剥离出来，集合到某一特定的产品中去，从而提高产品的专用性，尽管这也限定了它的适用范围。令协同工作和网络化信息家电的重要特征是彼此之间的信息交流。信息家电不是独立存在的，通常被称为是合作的设

8、备（）。要做到相互通信，信息家电就应具有网络接入能力。可以通过家庭局域网与或其它家电交换信息，或可通过家庭网关连入接收远程信息或控制指令，并可以主动向网络获取信息或主动向网络提供一些本身有用的信息。节能化信息家电可根据周围环境自动调整工作状态，从而实现节能。令实时性想用就用，无需做计划和安排。由于复杂的控制程序由内嵌在家电中的控制器解决，不必等待重新启动设备或是加载软件后才能使用设备。数字化信息家电包含有微处理器，处理的是数字化信息。夺智能化嵌入式技术的使用让信息家电具有智能化。信息家电通过嵌入微处理器，使得用户能够通过网络获取直接的、简单的和安全的信息和服务。智能的信息家电可根据周围环境的不

9、同迅速做出反应，自动化和智能化的进行自我维护，而不需要人为地干预。能够通过或执行复杂的指令或程序，并可由用户编辑或重组功能模块，以便更适应个性化的要求。令标准化智能家居中信息家电万能遥控器的研究与设计由于网络连接协议众多，使用不同协议的信息家电之间不能互连。所以应参考已有的通信协议来制定数据交换标准。智能家居智能家居是以家为平台，兼备自动化、高效化的高效、舒适、安全、便利的家居环境。智能家居是一个典型的集计算机、通讯和消费于一体的系统，是整个世界形成的一个巨型网络的末端，俗称是该网络的“最后米幢。智能家居利用家庭网络连接各种信息家电和控制设备，通过家庭网关统一管理，并保持这些设备与住宅的协调以

10、及设备间的协同工作，从而构筑成舒适、安全、便利的信息化居住空间，以便于实现在信息化社会中享受高品质的家居生活。总的来说，智能家居的基本目标是为人们提供一个舒适、安全、方便和高效率的生活环境，它所要实现的主要功能有：对信息家电和其他设备的控制、调节和监测，如微波炉、洗衣机、灯光、电动窗帘、防盗报警器、火警检测器、温度和湿度控制器、各种手动开关和遥控器等。令沟通计算机和其他视频设备之间以及外部世界之间的信息通道，其中包括：台式手持计算机、电视、录摄像机、和数码照相机等，同时还可以实现对它们的控制和监测。通过对外的接口，实现远程控制和信息交换，如：电话线、有线电视电缆、照明线、双绞线和无线通信方式等

11、。提供丰富的系统关联功能，使设备间能进行协同工作，如：当您晚上回家，一打开大门，客厅的灯自动打开，音乐自动响起，等等。根据智能家居的特点、功能及目标，我们设计的智能家居的基本结构如图所示。硕士学位论文图智能冢居基本拓朴结构从以上智能家居的结构图我们可以看到，要实现智能家居，将家居中的信息家电设备、灯光控制系统、安全控制系统等连成一体，给家庭信？息设备提供一个统一平台，要通过该平台实现家庭信息设备之间的互连和信息共享、实现家庭信息设备与外界的信息交换就必须有一个完善的家庭网络。家庭网络家庭网络（）是实现智能家居系统架构的前提和基础。通常意义的家庭网络是加工、管理、传输和存储信息诸要素的集合体，能

12、够连接和集成家庭中的计算、控制、监视和通信等多种设备。它是在家庭和社会的信息网络相连之前，将家庭内部的所有信息设备（包括信息家电、灯光控制系统、安全控制系统等）连接起来而形成的网络；它提供了一个实现家庭信息设备之间的互连和信息共享、实现家庭信息设备与外界的信息交换的统一的信息化平台。家庭内部设备存在多样性，如信息家电、控制设备等，根据家庭内部信息传输的特点和要求，可将家庭网络分为三部分：高速娱乐用家庭内网。用以传输音频和视频数据的流媒体信号。智能家居中信息家电万能遥控器的研究与设计令中速操纵用家庭内网。用以传输功能类信息家电（如：空调、洗衣机、微波炉等）的控制、处理的数字信号。令低速控制用家庭

13、内网。用于传输在门、窗、烟雾探测仪等上的传感器、控制器的监视信号、控制信号和报警信号等。虽然这些控制装置安装比较灵活、数目也较多，但它们传输的数据量都很小，对传输速率要求比较低，是家庭网络中唯一的低速网络。嵌入式技术在后“时代的今天，嵌入式技术已经渗透到家庭生活的方方面面。信息家电作为智能家居中典型设备，自然也离不开嵌入式技术对它的支持。嵌入式技术在信息家电中的应用是通过安装嵌入式微处理器芯片，并在其内固化特有的嵌入式操作系统，由该系统通过运行相应的应用程序来对加装嵌入式系统的设备进行控制和管理，使该设备具有相当的智能。因此，信息家电最大的特点就是利用嵌入式系统对传统家电设备进行改造，使其成为

14、能够接收和处理数字信息的终端，并具有简单的数据存储、处理能力与联网信息交互的能力以及对传统的家电可控制的能力。因此，嵌入式系统是信息家电的核心。嵌入式系统就是“以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统哺。总的来说，嵌入式系统具有以下特点砸¨力砸：夺嵌入式系统“嵌入到对象的体系中，对对象、环境和嵌入式系统自身具有严格的要求。一般的嵌入式系统具有功耗低、体积小、成本低、集成度高、专用性强等特点。令嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技术和电子技术与各个行业的具体应用相结合的产物。令嵌入式系统的硬件和软件都必须

15、高效率地设计，量体裁衣，去除冗余，力争在同样的硅片面积上实现更多的功能和更高的性能。夺嵌入式系统和具体应用有机地结合在一起，它的升级换代也是和具体产品同步进行的，因此嵌入式系统产品一旦进入市场，就具有较长的生命周期。硕士学位论文为了提高执行速度和系统可靠性，嵌入式系统中的软件一般都固化在非易失性存储器芯片中，而不是存储于磁盘等载体中。对软件代码质量要求很高，应尽最大可能避免“死机”的发生。嵌入式系统开发需要专门的开发工具和开发环境。本文的研究内容由于现有智能家居在操作方式、性能等方面不能满足用户的要求，而且随着信息家电种类的增多，必然会造成“一机一遥控”、多种遥控器并存的情形，在这种情况下用户

16、对信息家电的使用将会复杂化。基于上述问题，本文提出一种解决方案：结合嵌入式系统、网络技术、无线通信技术以及手持移动终端技术，设计一个能够在智能家居中管理和控制所有信息家电的、可以直接与用户交互的可视化嵌入式智能设备一信息家电万能遥控器。主要研究内容如下：（）智能家居中信息家电的接定义语言在信息家电设备在被外界识别、理解、使用之前，必须有一种统一、抽象的语言来进行设备的定义和功能描述。本文通过对信息家电的特点进行分析，给出了一种针对家庭网络中信息家电的接口定义语言（，）。不是编程语言，它唯一的目的是以与任何具体编程语言无关的形式来定义智能家居中的信息家电。（）基于模式的信息家电网络监控系统结构的

17、设计在智能家居中，为有效地对信息家电进行统一的管理和监控，本文设计了在模式下的信息家电网络监控系统结构以信息家电万能遥控器为端，以家庭网关和信息家电为端。（）信息家电万能遥控器的软硬件系统的设计信息家电万能遥控器是一种嵌入式设备，为满足高效、便携、稳定等特性，需要为其量身定做硬件系统。本文在研究过程中，对其硬件系统进行了设计，包括、各个模块。智能家居中信息家电万能遥控器的研究与设计万能遥控器作为一个与用户直接交互的移动可视化智能设备，其上的软件系统也至关重要。本文首先分析和设计了软件系统层次结构的各部分，包括嵌入式操作系统、嵌入式图形系统和万能遥控器应用程序；然后介绍了蓝牙协议栈并设计了万能遥

18、控器与家庭网关问的通信协议。（）信息家电万能遥控器应用程序的设计信息家电万能遥控器的主要作用是动态与用户交互，因此要求有友好的界面和快速的响应时间。本文从界面动态生成技术、多线程编程技术等方面进行研究来完成其上应用程序的设计。智能家居中信息家电万能遥控器的研究与设计信息家电接口定义语言在智能家居中存在着多种不同类型和功能的信息家电设备，若每种信息家电都按自己的方式来申明其所具有的功能和提供的控制接口，则智能家居系统需要多个解释模块来理解各种信息家电所申明的内容，系统的复杂性也随之增加。因此，需要在信息家电设备在被外界识别、理解、使用之前，有一种统一、抽象的语言来进行设备的定义和功能描述。所有的

19、信息家电采用同一种方式申明自己所具备的功能和提供的控制接口，这样，所有信息家电都建立在同一个语言平台上，从而对信息家电的控制在实现上就变得容易了。信息家电接口定义语言（，）是一种用来定义家庭网络中信息家电的说明性语言，是对设备资源信息的描述。描述的内容属性属性描述的是设备的某种特性。设备的属性可以分为不变属性和可变属性。不变属性的值一经厂家设定，就不会改变；而可变属性的值是随着环境的影响和使用者的干预而不断变化的。例如：一台空调，它的型号、生产厂家等属性就是不变属性；它的当前室温就是一个可变属性。操作将设备提供的物理功能以应用程序接口（）的形式提供给应用程序开发人员，并由应用程序开发人员来实现

20、设备操作和控制的细节。对最终用户来说这是透明的，无须知道该应用程序接口的存在及其用法。在中，操作是以类似函数的方式进行表达，包括：操作名，功能说明，操作返回值，操作的参数数目、参数类型和参数的取硕十学位论文值范围等。设备的每种操作都有一个唯一的标识符即操作名，在同一设备中互不相同的操作是通过不同的操作名进行区分，而在智能家居中即使存在相同类型的设备，我们也可以通过“设备名操作名”的方式来区分来自于不同设备的不同操作。而功能说明语句是语意对象的一种，它是一个字符串，用来说明操作所具备的功能。一般情况下，对设备的操作是对设备某一可变属性的值的改变，因此，应该将需要改变的数据以操作的参数方式传送给设

21、备，并将操作是否成功的信息通过返回值反馈给用户。的基本数据类型在中基本的数据类型有：整型、字符串型、和自定义枚举型。其中，自定义枚举型的使用频率最高，这是因为不同的信息家电设备的在属性上的取值存在特殊性的特点。例如：电视的输入模式（）属性就具有两个值“，和“”。枚举型的定义是在所有操作定义之前，对某枚举型类型的使用遵循先定义后使用的原则。其语句为：枚举类型名称（枚举值，枚举值，枚举值）；规范本设计中设计规范如下：设备接：接口头×接口体接口头：设备名称设备类型”接口体：“”接口描述空“）接口描述：类型声明宰属性木操作宰类型声明：枚举类型名称枚举值“，”宰枚举值）；属性：【属性类型：属性

22、名称】属性值“；”操作：“一操作名称说明“一智能家居中信息家电万能遥控器的研究与设计“一可变属性名称“返回值类型×操作名（参数说明）“；”参数说明参数：空参数：参数定义参数定义：参数名“【数值范围下限“，数值范围上限“】，设备名称：字符串设备类型：字符串枚举类型名称：字符串枚举值：字符串参数名枚举类型名称×参数名属性类型：属性名称：字符串属性值：字符串操作名称说明：字符串返回值类型：操作名：字符串参数名：字符串数值范围上限：数字数值范围下限：数字符号说明：对于语法描述的符号有点类似于（）。现特说明如下：表示定义为；表示可选（）表示包含了参数说明；令表示变量；夺令夺“表示规定

23、书写的内容；人表示可重复次或次；表示可重复次或多次；表示可重复次或多次；硕十学位论文令）表示一个独立的接口；【表示对后面内容的说明。如果内包含的关键字是，则说明后面表示的是一个属性；如果】内包含的关键字是，则说明后面表示的是一个操作；今咖】说明整型类参数的取值范围。例如：海尔电视电视（开，关）；（，】，）；（，）；【：厂家】海尔集团；【：屏幕响应速度；【：型号；：数字接口；：颜色】白色；：分辨率：开关】关；（：静音】否；：屏显否；：音量；：亮度】；：频道：输入模式】；【：开关开关（）；【：静音静音；【：屏显屏显（）；：设置音量音量，】）；：设置亮度亮度（智能家居中信息家电万能遥控器的研究与设计

24、，】）；：设置频道）；：设置输入模式输入模式（）；上述表示的意义如下：被定义的信息家电为海尔电视，该电视的类型属于电视类白色信息家电，它所具有的不变属性有：厂家、屏幕响应速度、型号、颜色、数字接口和物理分辨率；它所具有的可变属性有：开关、静音、屏显、音量、亮度、频道和输入模式；该家电的操作共有七个，分别为开关、设置静音、设置屏显、设置音量、设置亮度、设置频道和设置输入模式，可见，每种操作对应着一个可变属性。下面重点介绍设置输入模式操作和设置音量操作的声明及该声明的意义。：设置输入模式输入模式（）；该声明表示该海尔电视具有一个操作，该操作用来完成输入模式转换的功能。即状态为从录像机（或、等）获得

25、信号播放状态，状态为收看有线电视信号状态。其声明解释如下：该操作功能描述为“设置输入模式，其目的是为了显示在万能遥控器端的操作界面上，以便于用户选择和使用；夺该操作的操作名为。在设备的接口申明中不同的操作是通过唯一标识的操作名来进行区分，而在功能实现上是由万能遥控器通过调用对应的操作名来进行；这个操作是一个无返回值的操作；该操作只有一个参数，参数类型为自定义枚举类型。由前面类型申明中“（，所定义的，其枚举值有两个，分别为跟；该操作对应着可变属性输入模式。该操作的结果将会影响该可变属性的当前取值。：设置音量音量（硕士学位论文，）；该声明表示海尔电视具有一个操作，该操作用来完成电视声音音量控制的功

26、能，其声明解释如下：该操作说明为“设置音量”；该操作的操作名为；令这是一个无返回值的操作；该操作只有一个参数，参数类型为整数类型，其取值范围为【，；该操作对应着可变属性音量。该操作的结果将会影响该可变属性的当前取值。智能家居中信息家电万能遥控器的研究与设计智能家居中信息家电网络监控系统的系统结构在有了之后，智能家居中的所有信息家电设备都可以建立在一个统一的语言平台上。这样，让设备与家庭网关之间相互理解和交互成为了可能。在基础上，再应用嵌入式技术、网络通信技术和控制技术，就可以搭建一个智能家居内信息家电网络监控系统。信息家电网络监控系统是由信息家电、家庭网关、信息家电万能遥控器三部分所组成，它们

27、相辅相成、缺一不可，并通过家庭网络连接在一起。该系统是一个典型的结构，由信息家电万能遥控器构成了其（客户端），由家庭网关和信息家电共同构成了其（服务端）；其核心是信息家电万能遥控器，它的主要功能是在智能家居内部管理和操纵所有信息家电。该系统的控制结构图如图所示。信控制命息一：一信息家电家发出控制命令电家册、返回操作结果万庭网！陌赢能遥返回操作结果，关控器生成新的图形用户界面。信息家电图：信息家电网络监控系统的控制结构图信息家电每种信息家电设备都有对应的用来编写的设备描述文件，在该文件中包含着对应设备的属性、操作等的描述。当某个信息家电设备接通电源并连入家庭网络后，需要立即向家庭网关注册；同时，

28、还需要将自己的设备描述文件提交给家庭网关。而家庭网关在接受到信息家电的注册请求之后会为该设备分配一个全局唯一标识符，且对该设备的设备描述文件进行解释和处硕学位论文理之后，连同该设备的当前状态信息一起存入家庭网关的数据库中。在某信息家电设备注册成功之后，即可在信息家电万能遥控器的界面上动态生成其控制界面当用户在界面上操作对应该设备的一个控件后，万能遥控器会解释该操作的具体含义并发出控制命令，通过家庭网关将命令送达至该设备上，然后由其上运行的控制程序完成它的某种物理动作，并将操作的结果反馈给家庭网关和万能遥控器。网关根据设备的当前状态信息修改数据，而万能遥控器则更新其控制界面，继续与用户进行交互。

29、家庭网关家庭网关是智能家居网络上的核心设施，它将家庭内部网络与外部网络（如局域网、网等）分离开来，并为信息家电提供了一个统一的平台，通过该平台能实现信息家电与万能遥控器之间的互连和信息交互。在该系统下，家庭网关中运行着嵌入式数据库、编译器、设备适配器等模块。家庭网关统一管理着智能家居中所有的信息家电设备。在其上的嵌入式数据库中，存储着所有信息家电的注册信息、状态信息及统计信息。其中，每个信息家电设备都有其注册信息和状态信息，而统计信息则包含有：家庭网络中信息家电设备类型的名称和数目信息、家庭网络中每种信息家电设备类型下各个设备的名称和数目信息。这样，万能遥控器在从家庭网关处获取这些信息后就可以

30、动态生成以下三种控制界面：家庭网络中信息家电的类别界面，同类信息家电设备的列表界面及信息家电设备的详细信息界面。当家庭网关收到某设备发来的注册请求和设备描述文件后，会通过编译器对该设备描述文件进行编译，形成一种中间信息，并存入嵌入式数据库中。这种中间信息本身与编程语言无关，是不能被执行的。它只是编译器按照语法规则对进行扫描后，从设备描述文件中分离出来，然后按照一定的规则重新组合，供外部的程序使用。当用户在万能遥控器的控制界面上进行了操作，万能遥控器会解智能家居中信息家电万能遥控器的研究与设计释该操作的具体含义，如果用户在非信息家电的详细信息界面上操作，则向家庭网关发送获取统计信息命令，由网关查

31、询数据库并将统计信息返回给万能遥控器，由万能遥控器继续生成新的控制界面；如果用户是在某具体信息家电的一个控件操作的，则发出设备控制命令至家庭网关，由家庭网关解析该命令并通过设备适配器将该命令转发给对应的信息家电设备，在设备接收该命令且完成设备的某种物理动作之后，将操作结果返回给家庭网关，再由网关转发至万能遥控器，最后由万能遥控器更新控制界面。信息家电万能遥控器在智能家居中，信息家电万能遥控器是一个可以操纵和管理所有信息家电的、可以直接与用户交互的可视化嵌入式智能设备。万能遥控器的具体应用环境及特殊性的应用对象决定了其自身的特点：令界面动态性。每个家庭中所使用的信息家电的类型和数目都不尽相同；且

32、在不同的家庭中即使拥有相同类型的信息家电，也可能具有不同品牌或型号的差异。因此，万能遥控器需要使用动态界面生成技术来解决这种异构性，为每个家庭量身定做其控制界面。令便携性。在智能家居中，用户随时都可能走动且随时都可能有操纵信息家电的需要。这就要求万能遥控器必须是一个便携、无线、可独立供电的设备。易用性。万能遥控器的图形用户界面的易用程度直接影响到用户的接受程度，在一定程度上决定着家庭网络市场的培育和成熟，因此图形用户界面的设计必须面向最普通的用户群体，为使用者提供灵活、简单和直观的控制界面。万能遥控器逻辑结构万能遥控器通过家庭网络连接到家庭网关，完成接收家电设备接口信息、提交服务请求、接收服务

33、结果等功能，以此来实现万能遥控器管理和控制设备旧。万能遥控器由结果拆装器、命令装配器、界面生成器等模块组成，硕十学位论文其逻辑结构图如图所示。图：刀能遥控器的逻辑结构图命令装配器：通过在控制界面上捕获用户对信息家电设备的操作，装配为实施该操作的命令，生成数据包并发送给家庭网关。结果拆装器：将家庭网关发至万能遥控器的数据包按通信协议进行拆装，作为界面生成器模块的输入数据。界面生成器：万能遥控器中的控制界面是动态生成的。获得结果拆装器的处理结果后，通过该模块从图形对象库中调用与界面元素相对应的控件，动态生成或更新万能遥控器的控制界面。图形对象库：万能遥控器中嵌入式图形系统的控件集合。万能遥控器事务

34、流程信息家电万能遥控器根据其功能进行划分，可分为信息查询和设备控制。其中，信息查询功能的典型特点是万能遥控器只与家庭网关进行交互，而不涉及到具体的信息家电设备。它又可细分为对智能家居内信息家电设备统计信息的查询、对已注册信息家电设备接口信息的查智能家居中信息家电万能遥控器的研究与设计询以及对信息家电设备当前工作状态信息的查询三类。在万能遥控器生成家庭网络中信息家电的类别界面和同类信息家电设备的列表界面时需要对智能家居内信息家电设备统计信息进行查询；在万能遥控器生成信息家电设备的详细信息界面时需要对已注册信息家电设备接口信息进行查询；而在万能遥控器更新信息家电设备的详细信息界面时需要对信息家电设

35、备当前工作状态信息进行查询。无论哪种查询，都由万能遥控器利用命令装配器将查询请求打包并发送给家庭网关；家庭网关在接收并解析数据包后，在其嵌入式数据库中完成查询请求，并将查询结果打包返回至万能遥控器；万能遥控器在接收到数据包后，由结果拆装器提取信息交由界面生成器，最后由界面生成器利用图形对象库完成控制界面的生成或更新。其事务流程图如图所示。磊工当前界面界面生成器模块：动态生成界面能图形对童遥命令装配器模块：结果拆装器模块：象库控将查询请求打包后发提取结果器送至家庭网关网关一网关数据包解析模块：取得查询请求一数据库一将查询结果打包返回图：刀能趟控器查询功能事务流程图万能遥控器对信息家电设备的控制功

36、能的实现较为复杂，它涉及到家庭网关和信息家电设备，要求三者密切配合。其事务流程图如图所示。当用户在信息家电设备的详细信息界面上进行了某种操作，万能遥控器会解释该操作的具体含义，由其上的命令装配器将对设备的服务请求打包并发送至家庭网关；然后，家庭网关在接收和解析服务请求数据包并由服务集成器处理后通过设备适配器将该数据包转发至对应的信息家电；信息家电在解析该数据包后，调用相关的硬件模块硕士学位论文完成某种物理动作，再将服务结果打包并返回至家庭网关；家庭网关收到服务结果数据包后将更新其数据库中设备的状态数据并将该数据包转发至万能遥控器；最后由万能遥控器更新控制界面。图：万能遥控器控制功能事务流程图智

37、能家居中信息家电万能遥控器的研究与设计信息家电万能遥控器的软硬件平台的构建硬件平台信息家电万能遥控器的硬件系统结构图如图所示，其中包含有许多小模块，它们以嵌入式处理器￥为核心，实现不同的功能。下面详细介绍各模块。图一信思冢电万能遥控器硬件系统结构图￥嵌入式微处理器￥们微处理器是一款由，为手持设备设计的低功耗、高度集成的嵌入式微处理器。￥最突出的特性是采用了由公司设计的位处理器（）为其核并且采用了一种新的总线结构，即（高级微控制器总线结构），它的低功耗、精简和出色的全静态设计特别适用于对成本和功耗敏感的应用。它集成了如下片内外围功能部件忉：冷个控制器（支持和带有触摸屏的液晶显示屏）；洲控制器；个

38、通道的；个通道的：硕士学位论文个具有功能的计时器和个内部时钟；通道的位；令触摸屏接口；总线接口；今个主机接口，个设备接口；个接口；接口和卡接口；看门狗计数器；位通用口和位外部中断源；通道位控制器。在时钟方面￥也有突出的特点，该芯片集成了一个具有日历功能的和具有（和）的芯片时钟发生器。所产生的主时钟能够使处理器工作频率最高达到。这个工作频率足以使处理器轻松运行、等操作系统以及进行较为复杂的信息处理。产生实现主从功能的时钟。￥将系统的存储空间分成个存储块（），每块大小是，共。到的起始地址和空间大小是固定的，用于和洲。和用于的、或，只有这两个存储块可编程；其中，的起始地址是固定的，而的起始地址是的结

39、束地址，灵活可变。所有存储块的访问周期都可编程。￥采用：个通用片选信号选择这些块。￥支持从启动，具有容量大、比价格低等特点。系统采用与组合，可以获得非常高的性价比。￥具有三种启动方式，可通过：】管脚进行选择。存储器又称为闪存，是一种新兴的半导体存储器件，能在不加电的情况下长期保持存储的信息。它具有功耗低、容量大、擦写速度快、可整片或分扇区在系统编程等特点，并且可由内部嵌入的算智能家居中信息家电万能遥控器的研究与设计法完成对芯片的操作，因而在各种嵌入式系统中得到了广泛的应用。作为一种非易失性存储器，在系统中通常用于存放程序代码、常量表以及一些在系统掉电后需要保存的用户数据等。常用的的数据宽度为位

40、或位，编程电压为单【】。又可分为和两种类型。的特点是芯片内执行（，），且芯片拥有独立的数据和地址总线，所以能直接快速的随机读取。的传输效率很高，在的小容量时具有很高的成本效益，但是很低的写入和擦除速度大大影响了它的性能。的地址和数据采用同一总线，使用复杂的口来分时串行地传送控制、地址和数据信息。随机读取的速度慢且不能按字节随机编程，因此存放在中的代码必须拷贝到内存中才能执行。以页为单位进行读写操作，一页为或字节。以块为单位进行擦除操作，每一块为、或，所以编程和擦除的速度快。的引脚少，芯片尺寸小，能提供极高的单元密度。在系统运行之前，需要启动代码（如：程序）将系统的软硬件环境带到一个合适的状态，以便为最终调用操作系统内核和用户应用程序准备好正确的环境利。这样，启动代码、操作系统内核以及用户应用程序可以存放在中，直接从中启动。其原理介绍如下：￥内部集成了控制器，为了支持系统从中启动，内部有一块被称为“垫脚石（）的缓存。在启动时，￥会自动的将存储器中最前面的数据拷贝到￥内部的中并自动执行，通常这数据存放的是启动代码，这样，启动代码就在￥内部的中执行。启动代码初始化系统和外部后，将存储在中的操作系统和应用程序拷贝到外部中，整个系统就可以启动了。本文选用公司的型号为的芯片，容量为，使用位数据宽度。