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一个基于特网的智能终端

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三等奖

一个基于因特网的智能终端

大学院校：上海交通大学

参赛队员：张善文张杰臧法珩

指导教师：张志刚

一.设计概述

现代家庭与办公室里有越来越多的电器设备需要管理，特别是学校，行政办公机构电器的管理随着新设备的日益增多越加难以进行集中管理，维护和管理这些电器现在一般都是采用有线的方式，新设备的管理也就会增加额外的投资。基于这种情况，可以考虑采无线的方式来组织和管理所有的设备，并且可以通过internet来加以集中控制，现在internet的接入几乎成为所有家庭办公室的标准接口，所以只需要增加一个无线控制终端以及为每个设备配上低成本的接收装置，就能够将一个家庭，甚至是所有的家庭和企业的电器设施，电灯，空调等都能够展现在一个监视器上集中管理，大大节约了企业管理成本。

产品的适用用户为大型写字楼，高端住宅楼，行政企业，智能别墅区，学校，医院等拥有大量电器设备需要管理的单位和个人。

同时这个系统具有很强的扩展性，只需要刷新终端的固件和更新控制端软件就可以不断添加新的设备和功能，具有很强的适应性和拓展性。比如利用局域网高带宽的优点可以向每个单元进行视频，语音广播，在写字楼可以做为播放广告的有力手段。公共场安装触摸屏还能为用户提供所需的公共信息。

NiosII嵌入式处理器设计大赛2007—优秀作品

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同时本方案的一个设想是能够成为设备通信交互的标准，使未来的电器，电子设备厂商接受这个通讯标准，预设通信接口。使人们充分享受信息技术带来的乐趣。

本系统利用Altera的DE2开发平台作为终端的控制核心，嵌入式的SOPC技术使系统能够方便的集成Ethernet，SDRAM，PIO接口，D/A转换接口，USB控制器，为系统实现提供了极大的方便。利用uClinux交叉编译开发环境能够使开发人员快速上手，提高了开发效率。

通过移殖经过裁减的uClinux系统使得管理开发板上的资源变得十分轻松和方便,大大缩短了开发难度和周期。

二.功能描述

此设计一共完成了两个功能:

1.网络wav音乐的播放

此功能模块可以从PC向DE2模块发送文件,DE2则将文件保存在移动硬盘.PC可以得到音乐文件夹内的音乐文件,可以任意选择音乐文件在DE2上进行播放.

2.远程鼠标

将USB鼠标接在DE2的USB控制器上,从PC界面上可以获得即时的鼠标移动画面.

一个基于特网的智能终端

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三.性能参数

1.wav音乐播放

我们在设计中采用了wav文件作为播放的格式,文件播放的方法采用直接向音频FIFO写16位PCM编码的方法,此方法实现简单,直接,但有几个明显的缺点:

(1)wav文件大,不便于网络传输.

(2)占用了过多的存储器资源,存储器利用率低.

在以后的深入设计中会避免使用wav播放方式,采用流行的MP3文件,但作为一个实验,我们的目的是展示一种网络智能设备的理念,并且基本将这种理念进行实现.

在实验中我们发现声音质量较差,音乐的背景噪声比较大,根据分析问题在于我们的播放wav文件的算法是采用循环查询的方法实现的,由于nios2内核的处理能力有限,故采用cpu查询方式会造成cpu占用率过大的情况,影响系统进程的执行.此部分功能有待优化.

在使用ftp服务上传文件时，DE2最快的接受速度是300k/s，说明这是DE2处理数据的极限速度，而WAV文件的速率是1411bps，折合176k/s，再加上一些系统进程的开销和网络服务,完成播放已经有点困难。所以采用软件查询方式播放占用了太多的处理器资源，在今后的改进设计中这个问题需要首先解决。

2.远程鼠标

此部分功能能够进行对鼠标移动的实时采集,并且清晰的在PC上模拟鼠标的运动。

NiosII嵌入式处理器设计大赛2007—优秀作品

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四.设计结构

1.系统框图

我们的开发思路是使没有信息处理能力的设备能够借助一块小巧的通信模块接入互联网,成为互联网的一个节点。同时借用网络的强大的信息的交互的能力能够综合利用，控制这些设备，方便人们集中管理这些设备。在管理中去处了线的概念，把办公室内及他们之间的用以通信的线路进行最大的简化。

Wav

Wav播放

远程

远程

远程鼠标Ethernet无线智能终端

远程鼠标

Ethernet

无线智能终端

用户

用户

用户Internet

用户

Internet

用户

智能终端框图

2.硬件功能框图

一个基于特网的智能终端

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DE2平台智能终端远程用户PC

DE2平台智能终端

远程用户PC

通讯客户端

Internet

数据采集指令执行uClinux操作系统

数据采集

指令执行

指令分析

FIFO-DACUSB鼠标USB移动