基于EVK1105和UC/OS-II操作系統(tǒng)的自主能量開(kāi)發(fā)(二)

2.1 功能要求

該系統(tǒng)為一個(gè)可以通過(guò)太陽(yáng)能和振動(dòng)采集能量的多用戶(hù)播放器，即通過(guò)太陽(yáng)能和振動(dòng)采集能量，并同時(shí)有進(jìn)行多用戶(hù)通道的音樂(lè)播放功能。圍繞這樣的總體系統(tǒng)功能，該系統(tǒng)具有以下各個(gè)功能：

2.1.1 能量采集

1、太陽(yáng)能采集

系統(tǒng)自帶的太陽(yáng)能板可在有光的情況下不斷為系統(tǒng)提供電能。在播放的同時(shí)可以將播放器放在太陽(yáng)下進(jìn)行充電，在不使用的時(shí)候也可以在陽(yáng)光下進(jìn)行充電，并將電能儲(chǔ)存在電池中，以便以后使用。

2、振動(dòng)能量采集

利用振動(dòng)能量轉(zhuǎn)換裝置，當(dāng)用戶(hù)帶著播放器走路或者跑步的時(shí)候，可將振動(dòng)能量轉(zhuǎn)換成電能，給播放器供電或儲(chǔ)存在電池中，方便以后使用。

2.1.2 播放器功能

1、多用戶(hù)播放

該系統(tǒng)中加入多用戶(hù)播放功能，即同一臺(tái)播放器可以同時(shí)滿(mǎn)足不同用戶(hù)的需要。通過(guò)多個(gè)通道，播放器可以為多個(gè)不同的用戶(hù)播放他們各自所選擇的歌曲。這一功能打破了音樂(lè)播放器只能進(jìn)行單首歌曲播放的限制，使得多個(gè)用戶(hù)可以同時(shí)分享同一臺(tái)音樂(lè)播放器。

2、無(wú)線(xiàn)雙向通信

該系統(tǒng)中加入了無(wú)線(xiàn)的雙向通信功能，主要用于播放器與用戶(hù)使用的耳機(jī)之間的通信。這樣用戶(hù)可以在室內(nèi)活動(dòng)的時(shí)候，可以將播放器的主體部分放到陽(yáng)臺(tái)、院子這種可以充分接收到陽(yáng)關(guān)的地方以獲得更多的能量，而只把小巧輕便的耳機(jī)帶在身上。考慮到用戶(hù)可能需要隨時(shí)對(duì)播放器的播放狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整，因此該系統(tǒng)的無(wú)線(xiàn)雙向通信是必須的，因?yàn)樵陔p向通信的前提下，用戶(hù)可以不用借助播放器，而只在耳機(jī)上就可以完成換歌、調(diào)節(jié)音量等工作。

3、低功耗，節(jié)電

除了高效的能量采集裝置，對(duì)于系統(tǒng)本身還設(shè)計(jì)了較強(qiáng)的低功耗的節(jié)電功能。

在硬件方面，除了采用的EVK1105平臺(tái)的低功耗特點(diǎn)，在外設(shè)的選用，如用戶(hù)耳機(jī)，遙控器等器件，均采用CMOS器件以減少整體的功率消耗。

在軟件方面，加入系統(tǒng)睡眠功能。因?yàn)橄到y(tǒng)不需要不停的運(yùn)作，當(dāng)系統(tǒng)處于等待用戶(hù)觸發(fā)的時(shí)間里自動(dòng)進(jìn)入睡眠狀態(tài)。當(dāng)用戶(hù)需要使用播放器時(shí)，對(duì)系統(tǒng)的人為控制就會(huì)引起軟件上的中斷觸發(fā)，使得系統(tǒng)進(jìn)入工作狀態(tài)，以此來(lái)降低系統(tǒng)功耗。

4、液晶顯示

該系統(tǒng)吸收了傳統(tǒng)的音樂(lè)播放器的優(yōu)點(diǎn)：利用液晶顯示器將播放器的播放狀態(tài)，如歌曲、音量和歌詞等信息顯示出來(lái)，讓用戶(hù)可以實(shí)時(shí)了解到系統(tǒng)的狀態(tài)，以便根據(jù)自己的喜好和需要對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整。

5、輔助尋找

該系統(tǒng)針對(duì)人們?nèi)粘Ｉ钪薪?jīng)常遇到的不便設(shè)計(jì)了相關(guān)的人性化功能。人們?cè)谏钪薪?jīng)常會(huì)遇到找不到手機(jī)，手表等這種便攜式產(chǎn)品。因此，當(dāng)用戶(hù)只帶著耳機(jī)而把播放器放到某個(gè)地方充電的時(shí)候，就可能會(huì)出現(xiàn)難以找到播放器的情況，為了防止這種情況的出現(xiàn)，該系統(tǒng)加入了輔助尋找功能，用戶(hù)只需按下耳機(jī)上的尋找按鈕，播放器就會(huì)發(fā)出聲音應(yīng)答，方便尋找。反過(guò)來(lái)，如果用戶(hù)找不到耳機(jī)的時(shí)候，就可以按下播放器上的尋找按鈕來(lái)找尋耳機(jī)。

2.1.3 系統(tǒng)架構(gòu)

為了實(shí)現(xiàn)以上各個(gè)系統(tǒng)的功能，并實(shí)現(xiàn)軟硬件的協(xié)調(diào)，該系統(tǒng)的整體架構(gòu)圖如下：

圖1 系統(tǒng)架構(gòu)

該系統(tǒng)使用UC/OS-II操作系統(tǒng)作為軟件功能的基礎(chǔ)，并以此實(shí)現(xiàn)用戶(hù)界面處理、數(shù)據(jù)處理、用戶(hù)管理、通信處理、內(nèi)存管理和設(shè)備控制。以該操作系統(tǒng)的功能配合電源模塊、EVK1105平臺(tái)、藍(lán)牙耳機(jī)、外部存儲(chǔ)和通道控制等硬件實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的整體功能。

2.2 性能要求

2.2.1 能量采集效率

該系統(tǒng)的能量采集性能如下表：

表1 系統(tǒng)能量采集性能

2.2.2播放器性能

除了功率采集的性能之外，該系統(tǒng)的播放器部分的主要性能如下：

表2 播放器主要性能