i i ii iii ii i i ii ii ii iu l y 17 4 6 0 9 0 ad i s s e r t a t i o ns u b m i t t e dt og u a n g d o n gu n i v e r s i t yo f t e c h n o l o g yf o rt h ed e g r e eo f m a s t e ro fe n g i n e e r i n gs c i e n c e d e s i g no f s m a r tc o m p a r t m e n ts y s t e mb a s e do nz i g b e e a n dw i f i m a s t e rc a n d i d a t e ：t a nj i a n b i n s u p e r v i s o r ：p r o f z h e n gs h e n g l i n m a y 2 0 1 0 f a c u l t yo fi n f o r m m i o ne n g i n e e r i n g g u a n g d o n gu n i v e r s i t yo ft e c h n o l o g y g u a n g z h o u , g u a n g d o n g ，p r c h i n a , 510 0 9 0 摘要 摘要 隨著國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，生活質(zhì)量的提高，人們?nèi) t v 娛樂的時(shí)間逐步延長， 如何營造一個(gè)智能化、人性化的k t v 包房，以及提高服務(wù)質(zhì)量已經(jīng)成為衡量一個(gè)酒店 檔次高低的重要標(biāo)志。 針對當(dāng)前k t v 點(diǎn)歌終端位置固定及傳統(tǒng)k t v 房里只可以k 歌的單一經(jīng)營模式，結(jié) 合無線通信z i g b e e 和w i f i 技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一套智能包房系統(tǒng)：客戶通過手持機(jī) 能夠?qū)崿F(xiàn)無線點(diǎn)歌、點(diǎn)酒水、包房環(huán)境控制、看電影、玩游戲、上網(wǎng)等。 課題以嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)為主線，在討論了系統(tǒng)的選型與構(gòu)成之后，詳細(xì)描述了 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。嵌入式微處理器是嵌入式系統(tǒng)的核心，而嵌入式操作系 統(tǒng)是嵌入式系統(tǒng)靈魂。論文首先分析了a r m9 處理器性能優(yōu)勢，描述了主控模塊、人 機(jī)接口模塊、通信電路模塊( 主要分析t z i g b e e 模塊和w i f i 模塊與主控模塊的通信) 、 音頻電路模塊以及s d 卡存儲模塊等主要部分的硬件電路設(shè)計(jì)，并一一闡述了各主控制 芯片的特性以及電路設(shè)計(jì)。 在軟件設(shè)計(jì)和開發(fā)方案上，采用了高度模塊化和易于向其它平臺移植的嵌入式 l i n u x 操作系統(tǒng)，詳細(xì)描述了構(gòu)建嵌入式l i n u x 系統(tǒng)軟件平臺的各個(gè)步驟，包括：針對硬 件平臺移植了u b o o t 作為b o o t l o a d e r ，起到引導(dǎo)裝載操作系統(tǒng)的作用；移植了l i n u x 2 6 2 4 內(nèi)核，作為手持機(jī)的操作系統(tǒng)；針對該開發(fā)平臺修改、裁剪相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序，并把其 編譯為內(nèi)核模塊文件，通過命令動(dòng)態(tài)加載；最后用b u s y b o x 完成了根文件系統(tǒng)的制作。 在應(yīng)用程序方面，我們選擇q t e m b e d d e d + q t o p i a 的方案來構(gòu)建系統(tǒng)的圖形界面系統(tǒng)， 并移植- y k o n q u e r o r 瀏覽器和m p l a y e r 播放器，最后編寫了無線點(diǎn)歌和視頻播放的應(yīng)用程 序。 在服務(wù)器端，基于p c 機(jī)x p 操作系統(tǒng)，在其上安裝了h t t p 服務(wù)器，并用v c 編寫了 目錄服務(wù)器程序，響應(yīng)客戶端的點(diǎn)播請求，完成流媒體服務(wù)器的功能。整個(gè)系統(tǒng)采用 c s 的網(wǎng)絡(luò)通信模式。 最后對系統(tǒng)功能進(jìn)行了測試，并對整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)一步分析和總結(jié)，肯定了嵌入式系 統(tǒng)和無線局域網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用前景，同時(shí)也看到了很多不足之處，提出了改進(jìn)的方向。 廣東工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論丈 關(guān)鍵詞：z i g b e e ；w i f i ；a r m 9 ；嵌入式l i n u x ：q t o p i a i i a b s t r 人c t a bs t r a c t w i t ht h eh i g h s p e e dd e v e l o p m e n to fn a t i o n a le c o n o m ya n dt h eq u a l i t yo fl i f ei m p r o v e d ， p e o p l et a k em o r et i m et og ot ok t ve n t e r t a i n m e n t h o wt ob u i l da ni n t e l l i g e n ta n d h u m a n i z e dk t va n dt oi m p r o v et h es e r v i c eq u a l i t yh a sb e c o m ea ni m p o r t a n tm e a s u r e s y m b o lf o rt h eh o t e l s i nv i e wo ft h ec u r r e n tk t v , t h ep o s i t i o no fo r d e rs o n gi sf i x e dt e r m i n a la n das i n g l e o p e r a t i n gm o d ei nt r a d i t i o n a lk t vr o o m c o m b i n a t e dw i t ht h ea d v a n t a g ea n dd i s a d v a n t a g e o fz i g b e ea n dw i f i ，d e s i g n e das e to fi n t e l l i g e n tc o m p a r t m e n ts y s t e m ：t h r o u g hu s i n gt h e h a n d s e tc u s t o m e r sc a n e n j o ys e r v i c e s s u c ha sw i r e l e s so r d e r s o n g ，w i r e l e s s o r d e r d r i i 出，e n v i r o n m e n t a lc o n t r o l ，s e e i n gt h ef i l m ，p l a yg a m e sa n ds oo n t h i sa r t i c l et a k e st h ed e s i g no fe m b e d d e ds y s t e m sa st h em a i nl i n e a f t e rd i s c u s s i n gt h e s y s t e m ss e l e c t i o na n dc o m p o s i t i o n ，i td e s c r i b e sh o wt ob u i l dt h es y s t e m sh a r d w a r ed e s i g n a n ds o f t w a r ed e s i g ni nd e t a i l e m b e d d e dm i c r o p r o c e s s o r sa r et h ec o r eo fe m b e d d e d s y s t e m s ，e m b e d d e do p e r a t i n gs y s t e m sa r et h es o u lo fe m b e d d e ds y s t e m s t h ea d v a n t a g eo f a r m9p r o c e s s o ri si n t r o d u c e di nt h i sp a p e ra tf i r s t ，a n dt h e nt h eh a r d w a r ec i r c u i t sa r e d e s c r i b e ds u c ha st h em a i nc o n t r o lm o d u l e ，h u m a n - m a c h i n e i n t e r f a c e ，c o m m u n i c a t i o n i n t e r f a c e ( m a i n l ya n a l y s e dz i g b e em o d u l ea n dw i f im o d u l ec o m m u n i c a t i o n 、析t 1 1t h em a i n c o n t r o lm o d u l e ) ，s dc a r dm o d u l ea n ds oo i lt h em a i nc o n t r o lc h i p s c h a r a c t e r i s t i c sa n dt h e c i r c u i td e s i g na r ed e p i c t e do n eb yo n e i nt e r m so fs o f t w a r ed e s i g na n dd e v e l o p m e n tp r o g r a m ，w ec h o o s et h ee m b e d d e dl i n u x o p e r a t i n gs y s t e m w h i c hi s h i g h l y m o d u l a ra n d e a s y t ob e t r a n s p l a n t e d t oo t h e r p l a t f o r m s t h e nw em a k ead e t a i l e dd e s c r i p t i o no fb u i l d i n ge m b e d d e dl i n u xs y s t e m s o f t w a r ep l a t f o r ms t e pb ys t e p ，i n c l u d i n gt r a n s p l a n t i n gu b o o ta n du s i n gi ta sb o o t l o a d e r w h i c hb o o t l o a d e do p e r a t i n gs y s t e m ；w et r a n s p l a n tl i n u x2 6 2 4 7k e r n e la st h eo p e r a t o r s y s t e m ；a c c o r d i n gt ot h ed e v e l o p m e n to ft h eh a r d w a r em a d ec o r r e s p o n d i n gm o d i f i c a t i o na n d c u t t i n gp l a t f o r mf o ri t sd r i v e r , a n dc o m p i l e di tf o rt h ek e r n e lm o d u l ef i l e sa n dl o a d i n gb y t h ec o m m a n dd y n a m i c l y ；f i n a l l yw et a k eb u s y b o xa si t sr o o tf i l e s y s t e m i nt h e a p p l i c a t i o n ，w es e l e c tt h eq t e m b e d d e d + q t o p i ap l a t f o r mt ob u i l dt h eg r a p h i c a li n t e r f a c e i i i 廣東工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文 s y s t e m ，t r a n s p l a n tk o n q u e r o ra n dm p l a y e r , a n dc o m p o s et h ew i r e l e s so r d e rs o n ga n d v i d e o - o n - d e m a n d ( v o d ) a p p l i c a t i o n s i nt h es e r v e rw ei n s t a l l e dh 1 _ r ps e r v e ro nt h ex po p e r a t o rs y s t e m ，a n dc o m p o s et h e d i r e c t o r ys e r v e ra p p l i c a t i o ni nu s eo fv c ，r e s p o n dt ot h ec l i e n td e m a n d s ，a c c o m p l i s h e d s t r e a m i n gm e d i as e r v e r t h ee n t i r es y s t e md e s i g n e di nc sn e t w o r k c o m m u n i c a t i o nm o d e i nt h ee n d ，w et e s t e dt h ew h o l es y s t e ma n dm a d ef u r t h e ra n a l y s i sa n ds u m m a r y i t e n s u r e st h ep r o s p e c t so fe m b e d d e ds y s t e m sa n dw i r e l e s sl a n ，a n da l s op o i n t so u tt h e d e f i c i e n e i e sa n dt h ed i r e e t i o no fi m p r o v e m e n t k e y w o r d s ：z i g b e e ：w i f i ；a r m 9 ；e m b e d d e dl i n u x ；q t o p i a i v 目錄 目錄 摘要i a b s t r a c t i i i 目錄v 第一章緒論1 1 1 課題研究的背景l(fā) 1 2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀2 1 3 系統(tǒng)研究的意義及發(fā)展趨勢3 1 4 論文的主要工作4 第二章系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì)5 2 1 系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計(jì)5 2 2 系統(tǒng)硬件規(guī)劃6 2 3 系統(tǒng)軟件規(guī)劃7 2 3 1 操作系統(tǒng)的選擇7 2 3 2 嵌入式g u i 的選型8 第三章系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)10 3 1 主控模塊的設(shè)計(jì)1 l 3 1 1a r m 9 處理器的選擇及功能1 1 3 1 2 存儲器資源分配1 2 3 2 人機(jī)接口電路設(shè)計(jì)1 4 3 2 1l c d & 觸摸屏電路設(shè)計(jì)1 4 3 2 2 鍵盤電路設(shè)計(jì)1 6 3 3 通信模塊設(shè)計(jì)1 6 3 3 1 串口通信設(shè)計(jì)1 6 3 3 2u s b 口通信設(shè)計(jì)1 7 3 3 3z i g b e e 通信模塊設(shè)計(jì)18 3 3 4w i f i 通信模塊設(shè)計(jì)1 9 3 4 音頻模塊設(shè)計(jì)。2 0 v 廣東工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文 3 5s d 卡存儲模塊設(shè)計(jì)2 2 第四章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)2 3 4 1b o o t l o a d e r 的實(shí)現(xiàn)2 3 4 2 嵌入式l i n u x 2 6 內(nèi)核移植2 5 4 3l i n u x 下的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序2 6 4 4 根文件系統(tǒng)的制作2 8 4 5 視頻服務(wù)器的架設(shè)2 8 4 5 1h t t p 服務(wù)器的設(shè)置2 9 4 5 2 目錄服務(wù)器的編寫3 0 第五章應(yīng)用程序的移植及交互式圖形界面的設(shè)計(jì)3 3 5 1q t e m b e d d e d 和q t o p i a 開發(fā)環(huán)境的搭建3 3 5 1 1q t e m b e d d e d 和q t o p i a 簡介3 3 5 1 2q t o p i a2 2 0 的移植3 3 5 2m p l a y e r 播放器的移植3 5 5 3k o n q u e r o r e m b e d d e d 瀏覽器的移植。3 6 5 4 交互式圖形界面設(shè)計(jì)3 7 5 5 無線通信模塊應(yīng)用程序設(shè)計(jì)3 9 5 5 1z i g b e e 無線通信系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)程序設(shè)計(jì)4 0 5 5 2w i f i 模塊應(yīng)用程序設(shè)計(jì)4 1 第六章系統(tǒng)測試4 3 結(jié)論4 5 參考文獻(xiàn)4 6 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文4 6 獨(dú)創(chuàng)性聲明5 0 致謝51 v l c o n t e n t s c o n t e n t s c h i n e s e a b s t r a c t i e n g l i s h a b s t r a c t i i i c h a p t e r 】【：i n t r o d u c t i o n 1 1 1p r e f a c e 1 1 2t h ep r e s e n ts t a t u so fr e s e a r c ha th o m ea n da b r o a d 2 1 3s y s t e mr e s e a r c ha n dd e v e l o p m e n ts i g n i f i c a n c ea n dt r e n d 3 1 4n l em a i nw o r ko f t h ep a p e r 4 c h a p t e r2t h e o v e r a l l d e s i g no fs y s t e m 5 2 1t h eo v e r a l ld e s i g no fs y s t e m 5 2 2t h ep l a no fs y s t e mh a r d w a r e 6 2 3t h ep l a no fs y s t e ms o f t w a r e 7 2 3 1t h es e l e c t i o no f o p e r a t i n gs y s t e m 7 2 3 2t h es e l e c t i o no fe m b e d d e dg u i 8 c h a p t e r3s y s t e mh a r d w a r ed e s i g n 10 ：；1m a i nc o n t r o lm o d u l e 11 3 1 11 1 1 es e l e c t i o na n df u n c t i o n so f a r m 9p r o c e s s o r 1 1 3 1 2t h e a l l o c a t i o no f m e m o r yr e s o u r c e s 1 2 3 2h u m a ni n t e r f a c ec i r c u i td e s i g n 1 4 3 2 1l c d & t o u c hs c r e e nc i r c u i td e s i g n 。14 ：；2 2k e y b o a r dc i r c u i t 1 6 ：；3c o m m u n i c a t i o nm o d u l e 1 6 ：；：；1s e r i a lc o m m u n i c a t i o n 1 6 ：；：；2u s bp o r tc o m m u n i c a t i o nd e s i g n 1 7 3 3 3z i g b e ec o m m u n i c a t i o nm o d u l ed e s i g n 18 3 3 4w i f ic o m m u n i c a t i o nm o d u l ed e s i g n 19 ：；4a u d i om o d u l ed e s i g n ：! ( ) 3 5s dc a r ds t o r a g em o d u l e 一2 2 v n 廣東工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文 c h a p t e r4s y s t e ms o f t w a r ed e s i g n 2 3 4 1b o o t l o a d e ri m p l e m e n t a t i o n 2 3 4 2t r a n s p l a n te m b e d d e dk e r n e lp o r t i n gl i n u x2 6 2 5 4 3l i n u xd e v i c ed r i v e r 2 6 4 4m a k et h er o o tf i l es y s t e m 2 8 4 5b u i l dt h ev i d e os e r v e r 。2 8 4 5 1h t t ps e r v e rs e t t i n g s 2 9 4 5 2c o m p o s et h ed i r e c t o r ys e r v e ra p p l i c a t i o n 3 0 c h a p t e r5t h et r a n s p l a n t a t i o no fa p p l i c a t i o na n d t h ed e s i g no fi n t e r a c t i v eg r a p h i c a l i n t e r f a c e 3 3 5 1q t e m b e d d e da n dq t o p i ad e v e l o p m e n te n v i r o n m e n ts e tu p 3 3 5 1 1q t e m b e d d e da n dq t o p i ai n t r o d u c t i o n 3 3 5 1 2q t o p i a2 2 0t r a n s p l a n t 3 3 5 2m p l a y e rt r a n s p l a n t 3 5 5 3k o n q u e r o r e m b e d d e dt r a n s p l a n t ：3 6 5 4i n t e r a c t i v eg r a p h i c a li n t e r f a c ed e s i g n 3 7 5 5w i r e l e s sc o m m u n i c a t i o nm o d u l ea p p l i c a t i o nd e s i g n 3 9 5 5 1z i g b e em o d u l ea p p l i c a t i o nd e s i g n 4 0 5 5 2w i f im o d u l ea p p l i c a t i o nd e s i g n 4 1 c h a p t e r6s y s t e mt e s t 4 3 s u m m a r y 4 5 r e f e r e n c e s 4 6 p a p e rp u b l i s h e dd u r i n gt h eg r a d u a t e sl i f e 4 9 a n n o u n c e m e n to fo r i g i n a lc r e a t i o n 5 0 a c k n o w l e d g e m e n t 5 1 v i 第一章緒論 1 1 前言 第一章緒論弟一早珀可匕 全球經(jīng)濟(jì)一體化的今天，隨著國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，生活質(zhì)量的提高，人們?nèi) t v 娛樂的時(shí)間正逐步延長，如何打造一個(gè)智能化、人性化的k t v 包房，以及提高服務(wù)質(zhì) 量已經(jīng)成為衡量一個(gè)酒店檔次高低的重要標(biāo)志。 為了讓高級娛樂場所提供更舒適、更具有特色的娛樂享受，在包房中利用無線通 信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)設(shè)計(jì)了一套智能包房系統(tǒng)，使得我們可以通過空 中無線接口來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與傳感器的交互，這極大地方便了人們的生活，使得我們的日 常生活能夠脫離各種纜線的羈絆，能夠?yàn)槿藗兲峁└虞p松、有序、高效的現(xiàn)代生活 環(huán)境。 一般k t v 包房點(diǎn)歌終端位置固定，包房服務(wù)人員在茶幾前為客人服務(wù)時(shí)，當(dāng)客人 想要唱歌、點(diǎn)酒水或倒酒、調(diào)燈光等服務(wù)要求時(shí)服務(wù)人員須隨時(shí)起身去電腦前點(diǎn)擊， 當(dāng)客人又要倒酒同時(shí)上果盤如此造成服務(wù)人員前前后后的忙碌不堪，手持機(jī)在包房的 運(yùn)用正好可以滿足上述情況，當(dāng)客人有點(diǎn)歌、點(diǎn)酒水、調(diào)燈光等各種服務(wù)需求，服務(wù) 人員無須起身只需在茶幾前輕輕點(diǎn)擊手持機(jī)的觸控屏幕即可完成客人的服務(wù)需求，隨 時(shí)滿足客人的需要，無需起身背對客人離開茶幾去操控電腦，操作完成再回到茶幾前， 服務(wù)人員始終面對客人關(guān)注客人。 除此外手持機(jī)的另一大特點(diǎn)是無線操控，當(dāng)客人想自己點(diǎn)歌，服務(wù)人員可將手持 機(jī)遞給客人，客人可將手持機(jī)放在自己手上來操作各種點(diǎn)歌功能，也可用手上的手持 機(jī)瀏覽各種消費(fèi)酒水、小吃、飲料的照片及價(jià)格，完全取代傳統(tǒng)的酒水單，且全部附 有照片或圖片讓客人明明白白的消費(fèi)，同時(shí)可利用手持機(jī)的無線功能對包房的燈光進(jìn) 行各種的燈光場景的變換控制，也可利用電腦屏幕上的各種電視臺的彩色臺標(biāo)圖案點(diǎn) 擊操作選換電視頻道，如此可方便客人的點(diǎn)歌及了解消費(fèi)內(nèi)容消除客人消費(fèi)的疑慮。 此外，你還可利用手持機(jī)上網(wǎng)，玩游戲，看電影，發(fā)郵件等，在你盡情娛樂的同 時(shí)還能處理工作上的突發(fā)事情。特別是在洽談生意，不需要服務(wù)員打擾的場合，該手 持機(jī)顯示了它的特殊作用。 廣東工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文 1 2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 目前，國內(nèi)點(diǎn)歌技術(shù)的研究主要還是側(cè)重在k t v 包房方面，涉及這方面研究開發(fā) 的公司有金立，天慧和星語等一些國內(nèi)點(diǎn)歌系統(tǒng)開發(fā)公司。主要開發(fā)的產(chǎn)品有d v d 網(wǎng) 絡(luò)版本點(diǎn)歌系統(tǒng)，m p e g 4 網(wǎng)絡(luò)單機(jī)v o d 點(diǎn)歌系統(tǒng)以及采用l i n u x i 為核的一些新版本。 v o d 點(diǎn)歌系統(tǒng)實(shí)質(zhì)上是一個(gè)遠(yuǎn)程接入的數(shù)字化家庭影院，人們可以坐在家中的電 視機(jī)前，使用遙控器點(diǎn)播存儲在遠(yuǎn)程視頻服務(wù)器數(shù)據(jù)庫中的視頻節(jié)目，被點(diǎn)播的節(jié)目 通過視頻傳輸網(wǎng)絡(luò)送到本地解碼器在顯示終端播放出來，實(shí)現(xiàn)足不出戶觀看環(huán)球影視 的目的。這需要大量的網(wǎng)絡(luò)帶寬、在線存儲和資源處理，才能滿足用戶的需要，這在當(dāng) 前還是一個(gè)比較難解決的難題。 國內(nèi)智能包房的研究的重點(diǎn)還是側(cè)重在k t v 包房點(diǎn)歌技術(shù)方面，主要是機(jī)頂盒點(diǎn) 歌和電腦點(diǎn)歌兩個(gè)方向。 機(jī)頂盒由機(jī)頂盒和遙控器組成，機(jī)頂盒是各用戶與主控部分之間的聯(lián)系樞紐，它 將各用戶的點(diǎn)播信息送給主控部分，主控部分按用戶需求將相應(yīng)的聲音、圖像信號通 過網(wǎng)線接入機(jī)頂盒，機(jī)頂盒將多路m p e g 信號解碼后通過a v 線接入電視機(jī)及音響。 機(jī)頂盒還配合遙控器( 利用紅外線技術(shù)) 實(shí)現(xiàn)o s d 顯示功能，即把用戶的點(diǎn)播信息回 顯示于用戶的電視機(jī)屏幕上，對于數(shù)字音視頻信號的傳輸，機(jī)頂盒集成了m p e g 解碼 系統(tǒng)。 目前主流的還是電腦點(diǎn)歌，電腦點(diǎn)歌主要是采用性能穩(wěn)定的p c 機(jī)利用無盤技術(shù)通 過鍵盤和觸摸屏點(diǎn)歌臺進(jìn)行點(diǎn)歌。而無線點(diǎn)歌技術(shù)一直停滯不前，主要原因在于沒有 解決好紅外線傳輸距離、數(shù)據(jù)傳輸率和抗干擾等問題。而z i g b e e 技術(shù)作為一種近距離、 低功耗、低成本的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，正好可以滿足需求，論文利用此技術(shù)設(shè)計(jì)了一款手 持機(jī)實(shí)現(xiàn)無線點(diǎn)歌及包房環(huán)境的控制。 無線網(wǎng)開拓新型服務(wù)：無線網(wǎng)絡(luò)的引入，使酒店開拓各種新的服務(wù)成為可能。譬 如，在登記入住后，商務(wù)客人只需簡單地在其筆記本上開啟無線網(wǎng)卡，在幾分鐘之內(nèi) 就可以比電話線連接速度快1 0 0 倍的速率訪問i n t e m e t 。無線局域網(wǎng)系統(tǒng)的安裝使客人 可以非常方便和靈活地在酒店內(nèi)移動(dòng)辦公，無論是在飯店客房、會議室、餐廳、花園 還是游泳池邊。這樣的無線高速訪問能力，必將使安裝了無線局域網(wǎng)絡(luò)的酒店成為商 務(wù)會議和展覽的寵兒。 2 第一章緒論 w i f i 技術(shù)正以其獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)占據(jù)高端、大型酒店業(yè)，滿足其提供大規(guī)模服務(wù)的要求， 顯然，這對于小型酒店、小規(guī)模餐飲業(yè)而言，成本較高，不利于推廣，但是在高檔酒 店里面卻迅速發(fā)展開來。 伴隨著無線技術(shù)的迅猛發(fā)展，國內(nèi)也出現(xiàn)了很多從事這方面研究工作的企業(yè)單位： 北京大柏科貿(mào)有限責(zé)任公司，廣東省東莞市漢科技術(shù)發(fā)展有限公司開發(fā)的酒店管理系 統(tǒng)等等。毫無疑問，中國將在無線短距離通信領(lǐng)域正興起一場技術(shù)革命。 在國外，k t v 越來越如同一個(gè)綜合式的體驗(yàn)館：k t v 店有專人現(xiàn)場教唱，在綜合 房里，朋友聚會既可以唱歌、學(xué)唱、玩游戲、看電影、購物休閑。有如此人性化的服 務(wù)，能不延長消費(fèi)時(shí)間都難。 1 3 系統(tǒng)研究的意義及發(fā)展趨勢 雖然科技飛速發(fā)展，信息技術(shù)日新月異，連c p u 運(yùn)算速度的提升都己經(jīng)突破了摩 爾定律，如何打造出真正實(shí)用的智能包房產(chǎn)品，有關(guān)人士提出，如今智能包房產(chǎn)業(yè)所 體現(xiàn)的兩大技術(shù)趨勢是領(lǐng)先的無線移動(dòng)和不依靠p c 的獨(dú)立形態(tài)。 智能包房產(chǎn)品要與應(yīng)用接軌，很多問題并不在于技術(shù)水平的高低，而在于怎樣去 做到實(shí)用、易用、人性化。只有更加貼近實(shí)用、易用和人性化的智能包房產(chǎn)品，才能 真正提高人們的生活品質(zhì)，才能真正體現(xiàn)智能包房的價(jià)值，這也是現(xiàn)代科技價(jià)值的核 心所在。智能包房怎樣做到實(shí)用、易用、人性化，真正提高人們的生活品質(zhì)，才是今 后智能包房的發(fā)展方向。 目前，各大酒店、高檔娛樂場所電器信息化有了一定的提高，但是總體情況還是“各 自為政”即：每個(gè)紅外線遙控器控制一個(gè)電器，十分麻煩，而且包房里面各種電纜線也 很多。如今z i g b e e 遙控技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)1 ( z i g b e er e m o t ec o n t r o l ，能讓消費(fèi)者無需再將遙控 裝置指向設(shè)備即能進(jìn)行操作) 已經(jīng)出爐，使各種電器控制集于一個(gè)遙控器成為可能， 加上目前成熟的無線w i f i 技術(shù)，不僅為包房智能化提供靈活簡便的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，省去了 浪費(fèi)在布線上的人力和物力，并且更提高了酒店的檔次及服務(wù)水平。因此集各種無線 通信技術(shù)和嵌入式技術(shù)的智能系統(tǒng)應(yīng)用到包房中必將有很大的市場。 按照建設(shè)部的要求，到2 0 1 0 年，大中城市中6 0 的家庭要實(shí)現(xiàn)智能化。為了更好 完成建設(shè)部的要求，利用目前應(yīng)用火熱的無線通信與嵌入式技術(shù)設(shè)計(jì)的一套應(yīng)用在中 高檔酒店包房、會所里面智能化控制系統(tǒng)，能使顧客親身體會到高科技帶來的方便、 3 廣東工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文 高效、節(jié)能等好處，成為家居智能化的數(shù)字體驗(yàn)館。 在未來，沒有智能信息系統(tǒng)的大酒店將像今天不能上網(wǎng)的住宅那樣不合潮流。因 此，今后幾年k t v 包房市場會進(jìn)入一個(gè)行業(yè)整合階段，最終可能會出現(xiàn)幾家規(guī)模比較 大，品牌影響力好的廠家。從產(chǎn)品角度來講，以后的智能包房產(chǎn)品會朝著實(shí)用化、傻 瓜化( 操作簡單) 、模塊化的方向發(fā)展，所謂模塊化就是產(chǎn)品開發(fā)商把智能包房產(chǎn)品做成 模塊化的，可以根據(jù)用戶的實(shí)際需求任意搭配。這樣不僅可滿足不同層次用戶的需要， 而且可以節(jié)約成本。 1 4 論文的主要工作 課題是基于廣嵌中心提供的g e c 2 4 4 0 ( 刪9 芯片) 開發(fā)板作為硬件開發(fā)平臺， z i g b e e 模塊選用飛思卡爾的m c l 3 1 9 2 發(fā)射模塊，w i f i 模塊選用威瀚科技v t 6 6 5 6 ，本 課題的主要內(nèi)容包括： 第一章是緒論，簡要介紹課題的研究相關(guān)背景知識和研究意義，以及目前的研究現(xiàn) 狀。最后對課題所做的工作以及論文的組織結(jié)構(gòu)作描述。 第二章是智能包房系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì)，對各部分功能模塊進(jìn)行了分析和介紹。 第三章給出了系統(tǒng)的硬件總體設(shè)計(jì)方案。分析了以$ 3 c 2 4 4 0 a 處理器為核心的手持 機(jī)的硬件電路，包括n a n df l a s h 、s d r a m 、人機(jī)交互接口模塊、通信模塊、音頻模塊、 s d 卡存儲模塊。 第四章重點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了手持機(jī)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)。移植了u b o o t 作為系統(tǒng)的b o o t l o a d e r ；移 植了嵌入式l i n u x2 6 2 4 7 內(nèi)核；底層驅(qū)動(dòng)程序模塊的動(dòng)態(tài)加載；用b u s y b o x 制作了根 文件系統(tǒng)；最后為了實(shí)現(xiàn)手持機(jī)視頻點(diǎn)播功能在視頻服務(wù)器上安裝設(shè)置h t t p 服務(wù)器， 并用v c 編寫了目錄服務(wù)器程序。 第五章主要建立了q t o p i a 開發(fā)環(huán)境，完成了應(yīng)用程序( k o n q u e r o r 瀏覽器和m p l a y e r 播放器) 的移植，并設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的圖形界面應(yīng)用程序。 第六章，系統(tǒng)測試，實(shí)現(xiàn)了手持機(jī)視頻點(diǎn)播的功能。 最后一部分是結(jié)束語?？偨Y(jié)目前論文的成果，指出本設(shè)計(jì)中的一些不足之處，并提 出若干解決方案，展望下階段的工作。 4 第二章系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì) 第二章系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì) 如圖2 1 所示，包房服務(wù)員或顧客可以在包房中任意位置使用手持機(jī)進(jìn)行無線點(diǎn) 歌，使我們不必在k t v 狹小的包房內(nèi)走來走去排隊(duì)去固定點(diǎn)歌臺上點(diǎn)歌；也可用手持 機(jī)瀏覽各種消費(fèi)酒水、小吃的照片及價(jià)格，讓顧客輕松、明白消費(fèi)；同時(shí)可以利用手 持機(jī)的無線z i g b e e 模塊的功能對包房的燈光場景等設(shè)備進(jìn)行遙控；另外，在沒有登場 唱歌的時(shí)候，可以通過手持機(jī)里設(shè)計(jì)的小游戲和電影來打發(fā)時(shí)間，或者利用其開發(fā)的網(wǎng) 絡(luò)功能瀏覽網(wǎng)頁、處理郵件；特別是在洽談生意，不需要服務(wù)員打擾的場合，該手持 機(jī)顯示了它的特殊作用。 一一 + 困 圈 回 、_ 圖2 1 智能包房系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 f i g2 - 1s y s t e ms t r u c t u r eo fs m a r tc o m p a r t m e n t 2 1 系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計(jì) 本控制系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，分布式控制方式對酒店包房的各部分進(jìn)行統(tǒng)一的控 制，主要包括：手持機(jī)( 控制器) 部分，z i g b e e 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)部分和w i f i 無線局域 網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)部分。各部分又包含多個(gè)節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)即為通訊的一個(gè)終端，各節(jié)點(diǎn)之間相 互獨(dú)立，某一個(gè)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障時(shí)不影響到其他節(jié)點(diǎn)的運(yùn)行。 從圖2 1 中可以看到，手持機(jī)是整個(gè)包房控制一命令中心，它通過z i g b e e 無線 傳感器網(wǎng)絡(luò)控制包房環(huán)境、信息家電、安防報(bào)警組成的無線傳感器星形網(wǎng)絡(luò)。手持機(jī) 通過發(fā)送控制命令給z i g b e e 模塊節(jié)點(diǎn)，各節(jié)點(diǎn)收到命令后進(jìn)行相應(yīng)分析并做出相應(yīng)動(dòng) 廣東工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文 作，然后返回最終的狀態(tài)給手持機(jī)，手持機(jī)再直接通過自帶的顯示屏查看和控制。 由于在信息家電、環(huán)境控制、安防報(bào)警這三部分各個(gè)節(jié)點(diǎn)都內(nèi)嵌了z i g b e e 模塊及 相應(yīng)的傳感器，故接入的主要是傳感器和開關(guān)，網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)量不大，沒有必要采用復(fù) 雜的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋪肀ＷC數(shù)據(jù)通信。因此，星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)完全能滿足要求，并且實(shí)現(xiàn)簡單， 不涉及路由尋址等功能。而且網(wǎng)絡(luò)中任一節(jié)點(diǎn)上的家電出現(xiàn)故障不影響其他家電正常 工作。 手持機(jī)與媒體中心、監(jiān)控中心、咨詢服務(wù)臺( 均是p c 機(jī)) 通過目前成熟w i f i 組 網(wǎng)技術(shù)構(gòu)成一個(gè)無線局域網(wǎng)，并連接到i n t e m e t 中。手持機(jī)通過無線( w i f i ) 將各節(jié)點(diǎn) - 的信息傳輸?shù)竭B接i n t e m e t 的監(jiān)控中心的p c 機(jī)中，從而實(shí)現(xiàn)了對包房中各z i g b e e 模塊 節(jié)點(diǎn)的遠(yuǎn)程控制，當(dāng)然也可以由手持機(jī)來直接控制各節(jié)點(diǎn)的運(yùn)行，這樣更快捷( 本系 統(tǒng)就是采用這種方式) 。 手持機(jī)還可以通過網(wǎng)絡(luò)接口接收來自視頻服務(wù)器的音視頻信息。手持機(jī)運(yùn)行q t 圖形界面程序獲取音視頻信息，并在此基礎(chǔ)上生成音視頻節(jié)目清單，通過手持機(jī)自帶 的顯示屏呈現(xiàn)給用戶。用戶利用顯示系統(tǒng)提供的圖形界面使用鍵盤或者觸摸屏進(jìn)行選 取節(jié)目，并通過w i f i 的無線傳輸功能，使視頻服務(wù)器上的音視頻信息實(shí)時(shí)傳輸?shù)绞殖?機(jī)上，客戶就可以實(shí)時(shí)觀看節(jié)目了。 系統(tǒng)中各部分都預(yù)留有擴(kuò)展的節(jié)點(diǎn)，以備將來設(shè)備的增加。 2 2 系統(tǒng)硬件規(guī)劃 由上圖2 1 可知，智能包房系統(tǒng)中硬件主要包括p c 機(jī)、手持機(jī)、z i g b e e 與w i f i 模塊。p c 機(jī)主要用來做視頻服務(wù)器和一般辦公、查詢用，用戶可以酌情購買，只是對 服務(wù)器要求稍高，其他的p c 機(jī)( 如監(jiān)控中心，咨詢服務(wù)等) 市面上的一般p c 機(jī)都能 滿足要求，這里不再做闡述，下面重點(diǎn)對手持機(jī)硬件系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)劃。 作為一個(gè)手持設(shè)備，至少包含以下部分：基