摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的飛速進(jìn)步，家庭中信息家電的種類逐漸增多，需要多個(gè)遙控器對(duì)其進(jìn)行控制，這給信息家電的應(yīng)用帶來(lái)了極為不便的問(wèn)題。本文基于信息家電萬(wàn)能遙控器在智能家居中的實(shí)際應(yīng)用，提出了一套信息家電萬(wàn)能遙控器的設(shè)計(jì)方案，使得萬(wàn)能遙控器能夠?qū)彝ブ械娜啃畔⒓译娺M(jìn)行統(tǒng)一控制，并且向家庭用戶提供交互式圖形界面，具有較強(qiáng)的實(shí)踐應(yīng)用意義。

關(guān)鍵詞：智能家居；信息家電；萬(wàn)能遙控器

中圖分類號(hào)：TP314 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9599 （2012） 24-0050-02

1 智能家居概述

智能家居主要是通過(guò)家庭網(wǎng)絡(luò)將不同的信息家電連接在一起，對(duì)終端設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一的控制和管理，同時(shí)要保證全部信息家電設(shè)備之間能夠相互協(xié)同工作，從而為家庭用戶提供一個(gè)舒適便利、輕松愉快的居住環(huán)境，使家庭用戶能夠充分享受到信息化發(fā)展帶來(lái)的高品質(zhì)生活。智能家居的實(shí)現(xiàn)需要將家庭中的信息家電設(shè)備、電路控制系統(tǒng)等連接成為一個(gè)整體，為信息家電設(shè)備的控制和管理提供一個(gè)平臺(tái)，家庭用戶通過(guò)這個(gè)平臺(tái)能夠?qū)⑿畔⒓译娭g相互連接，實(shí)現(xiàn)信息資源共享。

2 信息家電接口定義語(yǔ)言（IAIDL）

智能家居中包含了多個(gè)信息家電設(shè)備，每個(gè)信息家電設(shè)備都具有不同的類型功能，如果不同類型的信息家電設(shè)備都需要其特有的控制接口，則會(huì)需要多個(gè)模塊來(lái)解析每個(gè)信息家電獨(dú)有的功能，從而增加智能家居系統(tǒng)的復(fù)雜程度，因此，需要一種通用的語(yǔ)言來(lái)對(duì)信息家電設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一描述。

信息家電接口定義語(yǔ)言（IAIDL）屬于一種說(shuō)明性語(yǔ)言，主要是用來(lái)定義智能家居中的信息家電設(shè)備，并且對(duì)每個(gè)信息家電設(shè)備的資源進(jìn)行描述。主要是將家電設(shè)備的物理功能通過(guò)應(yīng)用接口提供給系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員，并由其來(lái)實(shí)現(xiàn)家電設(shè)備的操作和控制。

通過(guò)信息家電接口定義語(yǔ)言能夠?qū)⑷啃畔⒓译娫O(shè)備以同一種說(shuō)明語(yǔ)言建立在一個(gè)平臺(tái)之上，從而使信息家電設(shè)備與家庭網(wǎng)關(guān)之間的能夠?qū)崿F(xiàn)互通。

3 信息家電萬(wàn)能遙控器的構(gòu)建

在智能家居系統(tǒng)中，信息家電萬(wàn)能遙控器主要是對(duì)全部信息家電設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一控制，為家庭用戶提供可視化的圖形操作界面。

3.1 萬(wàn)能遙控器邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

信息家電萬(wàn)能遙控器是通過(guò)家庭網(wǎng)絡(luò)與家庭網(wǎng)絡(luò)直接連接，對(duì)信息家電設(shè)備的各種信息進(jìn)行收集、響應(yīng)和反饋，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)信息家電設(shè)備的統(tǒng)一控制和管理。信息家電萬(wàn)能遙控器由多個(gè)模塊共同組成，包括結(jié)果拆裝器模塊、命令裝配器模塊、圖形界面生成器模塊和圖形對(duì)象庫(kù)模塊，萬(wàn)能遙控器的邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖1所示。

圖1 萬(wàn)能遙控器邏輯結(jié)構(gòu)圖

（1）命令裝配器模塊：收集家庭用戶對(duì)信息家電設(shè)備發(fā)出的操作請(qǐng)求，編譯能夠?qū)崿F(xiàn)操作請(qǐng)求的命令，以報(bào)文數(shù)據(jù)的形式發(fā)送到家庭網(wǎng)關(guān)。

（2）結(jié)果拆裝器模塊：按照預(yù)定的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，將家庭網(wǎng)關(guān)發(fā)送到信息家電萬(wàn)能遙控器的報(bào)文數(shù)據(jù)包進(jìn)行拆封，成為圖形界面生成器模塊的輸入數(shù)據(jù)。

（3）圖形界面生成器模塊：由于萬(wàn)能遙控器中的用戶控制界面是動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)生成的，當(dāng)圖形界面生成器獲得數(shù)據(jù)處理結(jié)果之后，將于控制界面對(duì)應(yīng)的控件調(diào)出，實(shí)時(shí)更新萬(wàn)能遙控器的統(tǒng)一控制界面。

（4）圖形對(duì)象庫(kù)模塊：以嵌入式的形式將圖形控件錄入到圖形對(duì)象庫(kù)中。

3.2 萬(wàn)能遙控器事務(wù)流程設(shè)計(jì)

（1）信息查詢功能。萬(wàn)能遙控器信息查詢功能不是與具體的信息家電設(shè)備連接，而是與家庭網(wǎng)關(guān)之間進(jìn)行交互傳輸完成的。萬(wàn)能遙控器信息查詢大致分為三類：一是查詢信息家電設(shè)備的統(tǒng)計(jì)信息；二是查詢已經(jīng)完成注冊(cè)的信息家電設(shè)備接口信息；三是查詢信息家電設(shè)備的實(shí)時(shí)工作狀態(tài)。查詢信息家電設(shè)備的統(tǒng)計(jì)信息是在萬(wàn)能遙控器生成信息家電設(shè)備類型界面和具體信息家電設(shè)備列表時(shí)進(jìn)行的；查詢已經(jīng)完成注冊(cè)的信息家電設(shè)備接口信息是在萬(wàn)能遙控器生成具體信息家電設(shè)備信息時(shí)進(jìn)行的；查詢信息家電設(shè)備的實(shí)時(shí)工作狀態(tài)是在萬(wàn)能遙控器實(shí)時(shí)更新信息家電設(shè)備信息時(shí)進(jìn)行的。無(wú)論是那種信息查詢功能，都是由信息家電萬(wàn)能遙控器中的命令裝配器模塊將發(fā)送的信息查詢請(qǐng)求進(jìn)行數(shù)據(jù)封裝，并發(fā)送到家庭網(wǎng)關(guān)，當(dāng)家庭網(wǎng)關(guān)接收到封裝的數(shù)據(jù)包之后，需要對(duì)其進(jìn)行數(shù)據(jù)解析，在對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)進(jìn)行查詢之后，將查詢信息結(jié)構(gòu)反饋到萬(wàn)能遙控器中，由萬(wàn)能遙控器中的結(jié)果拆裝器模塊將封裝數(shù)據(jù)拆封之后傳送到界面生成器模塊，最終生成信息查詢界面。

（2）設(shè)備控制功能。萬(wàn)能遙控器實(shí)現(xiàn)對(duì)信息家電設(shè)備的控制過(guò)程是非常繁瑣的，同時(shí)涉及到信息家電設(shè)備和家庭網(wǎng)關(guān)兩個(gè)部分，并且需要萬(wàn)能遙控器、信息家電設(shè)備和家庭網(wǎng)關(guān)之間相互密切配合完成。

當(dāng)家庭用戶在圖形操作界面上操作了某種具體功能，首先，萬(wàn)能遙控器會(huì)將用戶操作的意義進(jìn)行解析；其次，再由命令裝配器模塊將用戶操作請(qǐng)求的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行封裝，再傳送到家庭網(wǎng)關(guān)中；然后，家庭網(wǎng)關(guān)接收到封裝數(shù)據(jù)后進(jìn)行相應(yīng)的處理，再將數(shù)據(jù)信息發(fā)送到與其對(duì)應(yīng)的信息家電設(shè)備中；信息家電設(shè)備將封裝數(shù)據(jù)進(jìn)行解析之后，通過(guò)調(diào)用某個(gè)模塊的具體命令完成動(dòng)作，再將控制結(jié)果發(fā)送到家庭網(wǎng)關(guān)中，最后，由家庭網(wǎng)關(guān)對(duì)信息家電設(shè)備的實(shí)時(shí)狀態(tài)進(jìn)行更新發(fā)送到萬(wàn)能遙控器中，以實(shí)現(xiàn)萬(wàn)能遙控器的圖形用戶界面的實(shí)時(shí)更新。

3.3 萬(wàn)能遙控器硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

由于家庭用戶需要在任意場(chǎng)合對(duì)信息家電進(jìn)行控制和管理，因此，信息家電萬(wàn)能遙控器的設(shè)計(jì)原則需要滿足可視化、獨(dú)立化、集成化、便攜化等特點(diǎn)。萬(wàn)能遙控器作為一個(gè)獨(dú)立的用戶手持設(shè)備，其硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如下：選用三星公司研發(fā)生產(chǎn)的基于ARM的嵌入式芯片，其型號(hào)為S3C2410X，嵌入式芯片作為整個(gè)硬件結(jié)構(gòu)的核心，周圍硬件的功能模塊應(yīng)該包括同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器芯片2個(gè)、FLASH程序存儲(chǔ)器芯片1個(gè)；藍(lán)牙控制芯片1個(gè)、LCD顯示屏1個(gè)、電阻式觸摸屏1個(gè)，以及其他時(shí)鐘模塊、電源模塊等輔助電路模塊。此外，萬(wàn)能遙控器的電池設(shè)備選擇鋰電池供應(yīng)，保證為其不同部件提供所需實(shí)際電壓。

圖2 萬(wàn)能遙控器硬件結(jié)構(gòu)圖

3.4 動(dòng)態(tài)界面布局結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

信息家電萬(wàn)能遙控器主要是為家庭用戶提供一個(gè)可視化圖形操作界面，方便家庭用戶對(duì)信息家電設(shè)備的操作控制。萬(wàn)能遙控器需要包括多種可視化圖形操作界面，一是全部信息家電設(shè)備類別圖形界面；二是相同類型信息家電設(shè)備列表圖形界面；三是單個(gè)信息家電設(shè)備的具體信息圖形界面。由于不同智能家居中的信息家電設(shè)備的類型和數(shù)量不同，而具體信息家電設(shè)備的詳細(xì)信息也不盡相同，因此，萬(wàn)能遙控器需要能夠?qū)崟r(shí)生成動(dòng)態(tài)的圖形用戶界面（GUI界面）。而圖形用戶界面是由多個(gè)控件共同組成的，其目的是能夠動(dòng)態(tài)地在圖形用戶界面實(shí)現(xiàn)合理美觀、高效有序的布局結(jié)構(gòu)。

4 信息家電萬(wàn)能遙控器實(shí)驗(yàn)結(jié)果

在對(duì)信息家電萬(wàn)能遙控器的各類應(yīng)用程序和家庭網(wǎng)關(guān)應(yīng)用程序進(jìn)行編譯之后，配置相應(yīng)的軟件系統(tǒng)，并移植到嵌入式芯片中，從而形成了一個(gè)完整獨(dú)立的信息家電設(shè)備控制系統(tǒng)。當(dāng)萬(wàn)能遙控器接收到請(qǐng)求操作命令之后，分別生成了信息家電類別界面和電視類別列表界面，如圖3和圖4所示。用戶通過(guò)圖形界面上的操作按鈕，可以對(duì)選擇對(duì)應(yīng)的具體電視設(shè)備。

圖3 萬(wàn)能遙控器信息家電類別界面

圖4 萬(wàn)能遙控器電視類別列表

信息家電萬(wàn)能遙控器的信息家電設(shè)備列表界面是固定不變的操作界面，當(dāng)用戶選擇了具體家電類型按鈕之后，將向家庭網(wǎng)關(guān)發(fā)送獲取信息家電設(shè)備類型的請(qǐng)求，再由家庭網(wǎng)關(guān)將信息家電設(shè)備的具體類型信息反饋到萬(wàn)能遙控器中，經(jīng)過(guò)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)更新后生成用戶加點(diǎn)類別界面。當(dāng)用戶按下“Television”按鈕之后，萬(wàn)能遙控器向家庭網(wǎng)關(guān)發(fā)送請(qǐng)求，獲取電視類信息列表，要求家庭網(wǎng)關(guān)向萬(wàn)能遙控器反饋智能家居中全部電視設(shè)備的信息。由于智能家具中存在兩臺(tái)電視設(shè)備，一臺(tái)置于家居客廳，另一臺(tái)置于家居臥室中，因此，家庭網(wǎng)關(guān)向萬(wàn)能遙控器發(fā)送的電視設(shè)備列表信息包括兩臺(tái)電視機(jī)具體信息，如圖3和圖4所示。

5 結(jié)論

目前，隨著社會(huì)信息化建設(shè)的飛速發(fā)展，智能家居信息家電已經(jīng)逐漸成為了時(shí)代進(jìn)步的主流發(fā)展。本文在基于此背景下，提出了一套信息家電萬(wàn)能遙控器的設(shè)計(jì)方案，解決了家庭中一臺(tái)家電設(shè)備對(duì)應(yīng)一臺(tái)遙控器給家庭用戶帶來(lái)更多繁瑣的問(wèn)題，信息家電智能遙控器的出現(xiàn)為現(xiàn)代家居生活提供了更為舒適和便捷的生活條件。

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[作者簡(jiǎn)介]羅文飛，年齡：23，學(xué)校：湖南師范大學(xué)學(xué)院：數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院，專業(yè)：計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)。