基于EVK1105和UC/OS-II操作系統(tǒng)的自主能量開發(fā)(二)
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2.1 功能要求
本文引用地址：http://www.bjwjmy.cn/article/201612/326328.htm該系統(tǒng)為一個(gè)可以通過太陽能和振動采集能量的多用戶播放器，即通過太陽能和振動采集能量，并同時(shí)有進(jìn)行多用戶通道的音樂播放功能。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、太陽能采集
系統(tǒng)自帶的太陽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下進(jìn)行充電，在不使用的時(shí)候也可以在陽光下進(jìn)行充電，并將電能儲存在電池中，以便以后使用。
2、振動能量采集
利用振動能量轉(zhuǎn)換裝置，當(dāng)用戶帶著播放器走路或者跑步的時(shí)候，可將振動能量轉(zhuǎn)換成電能，給播放器供電或儲存在電池中，方便以后使用。
2.1.2 播放器功能
1、多用戶播放
該系統(tǒng)中加入多用戶播放功能，即同一臺播放器可以同時(shí)滿足不同用戶的需要。通過多個(gè)通道，播放器可以為多個(gè)不同的用戶播放他們各自所選擇的歌曲。這一功能打破了音樂播放器只能進(jìn)行單首歌曲播放的限制，使得多個(gè)用戶可以同時(shí)分享同一臺音樂播放器。
2、無線雙向通信
該系統(tǒng)中加入了無線的雙向通信功能，主要用于播放器與用戶使用的耳機(jī)之間的通信。這樣用戶可以在室內(nèi)活動的時(shí)候，可以將播放器的主體部分放到陽臺、院子這種可以充分接收到陽關(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?？紤]到用戶可能需要隨時(shí)對播放器的播放狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整，因此該系統(tǒng)的無線雙向通信是必須的，因?yàn)樵陔p向通信的前提下，用戶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平臺的低功耗特點(diǎn)，在外設(shè)的選用，如用戶耳機(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)處于等待用戶觸發(fā)的時(shí)間里自動進(jìn)入睡眠狀態(tài)。當(dāng)用戶需要使用播放器時(shí)，對系統(tǒng)的人為控制就會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，讓用戶可以實(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系統(tǒng)狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整。
5、輔助尋找
該系統(tǒng)針對人們?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。人們在生活中經(jīng)常會遇到找不到手機(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，用戶只需按下耳機(jī)上的尋找按鈕，播放器就會發(fā)出聲音應(yīng)答，方便尋找。反過來，如果用戶找不到耳機(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)用戶界面處理、數(shù)據(jù)處理、用戶管理、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、藍(lán)牙耳機(jī)、外部存儲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
太陽能能量 采集效率 | 該系統(tǒng)采用常用的太陽能電池作為太陽能的采集部分。目前，隨著太陽能采集技術(shù)的不斷發(fā)展，這種普通太陽電池的能量采集效率可達(dá)到16%左右。 |
太陽能采集功率 | 根據(jù)調(diào)查一塊面積為306*366（mm）的太陽能電池板可以產(chǎn)生10W的功率，則在該系統(tǒng)中，若采用面積為200*160（mm）左右的電池板大約可以產(chǎn)生3W的功率，足夠供給播放器使用。 |
振動能量 采集效率 | 熱電轉(zhuǎn)換及光轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換效率僅為百分之幾到十幾，而振動可以獲得30％左 |
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
單用戶連續(xù)播放時(shí)間 | 若系統(tǒng)處于陽光之下或在振動情況下，可以實(shí)現(xiàn)永久供電，而在電池滿電的情況下，可支持10小時(shí)的連續(xù)待機(jī)。 |
同時(shí)支持用戶數(shù)目 | 基于系統(tǒng)設(shè)計(jì)，綜合考慮軟件和硬件的條件，該系統(tǒng)最多可以支持4個(gè)用戶同時(shí)聽不同的歌曲。 |
無線傳輸距離 | 該系統(tǒng)中采用藍(lán)牙的方式進(jìn)行無線通信，其無線傳輸?shù)木嚯x大約在8-30m（一般在10m左右），這一距離是正常家庭住宅中的最長距離，可以滿足家庭需要。 |
太陽能和振動能供電比例 | 在太陽光直射的情況下，實(shí)現(xiàn)太陽能的100%供電，其他情況下，這兩種能量的采集比例取決于播放器的狀態(tài)。 |
存儲 | 系統(tǒng)配有SD卡接口，可支持高達(dá)2GB的高速大容量的SD卡；USB主機(jī)接口能連接常規(guī)USB記憶棒。 |
音質(zhì) | 基于硬件平臺本身的功能，該播放器的音質(zhì)處于較好的水平，可以提供高音質(zhì)的音樂播放功能。 |
支持音樂格式類型 | 支持mp3、wma等格式文件 |
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