應(yīng)用于微小衛(wèi)星的嵌入式遠(yuǎn)程音樂播放器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

鄒宇聰

【摘要】 隨著信息時(shí)代的到來，生活水平提高的越來越快，遠(yuǎn)程的音樂播放為人們的生活帶來了極大的方便與樂趣。遠(yuǎn)程控制技術(shù)目前在軍事、醫(yī)療、衛(wèi)生、生活等各個(gè)領(lǐng)域都被人們廣泛的應(yīng)用，受到了極大的好評(píng)。為此，提出一種應(yīng)用于微小衛(wèi)星的嵌入式遠(yuǎn)程音樂播放器，通過研究微小衛(wèi)星的技術(shù)現(xiàn)狀，在此基礎(chǔ)上對(duì)音樂播放器進(jìn)行了嵌入式設(shè)計(jì)，通過編程接口將數(shù)據(jù)進(jìn)行必要處理，對(duì)遠(yuǎn)程指令以數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，利用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議進(jìn)行微小衛(wèi)星與終端設(shè)備的連接，完成網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸，用控制命令進(jìn)行播放編程。實(shí)驗(yàn)表明，應(yīng)用于微小衛(wèi)星的嵌入式遠(yuǎn)程音樂播放器設(shè)計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)智能控制，具有較好的操控性和可擴(kuò)展性，具有廣泛的應(yīng)用空間。

【關(guān)鍵詞】 微小衛(wèi)星 嵌入式 遠(yuǎn)程 音樂播放器

一、引言

遠(yuǎn)程控制為人們的生活提供了非常便捷的方式，特別是在當(dāng)今的信息社會(huì)，隨著互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的飛速發(fā)展，控制技術(shù)越來越受到了人們的關(guān)注。遠(yuǎn)程控制能夠?qū)⒐ぷ髋c生活有結(jié)結(jié)合到一起，使工作效率更高，家庭生活更加舒適，因此，遠(yuǎn)程控制技術(shù)潛力巨大[1]。

當(dāng)前狀態(tài)中國市場(chǎng)中，各種智能設(shè)備發(fā)展不勻衡，社會(huì)上的產(chǎn)品技術(shù)沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，但從整個(gè)趨勢(shì)上來看，人們對(duì)智能家居的追求越來越高，智能化和舒適化將是發(fā)展的重要方向。

提出一種應(yīng)用于微小衛(wèi)星的嵌入式遠(yuǎn)程音樂播放器，通過研究微小衛(wèi)星的技術(shù)現(xiàn)狀，在此基礎(chǔ)上對(duì)音樂播放器進(jìn)行嵌入式設(shè)計(jì)，通過編程接口將數(shù)據(jù)進(jìn)行必要處理，對(duì)遠(yuǎn)程指令以數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，利用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議進(jìn)行微小衛(wèi)星與終端設(shè)備的連接，完成網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸，用控制命令進(jìn)行播放編程。實(shí)驗(yàn)表明，應(yīng)用于微小衛(wèi)星的嵌入式遠(yuǎn)程音樂播放器設(shè)計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)智能控制，具有較好的操控性和可擴(kuò)展性，具有廣泛的應(yīng)用空間。

二、嵌入式音樂播放器研究現(xiàn)狀

嵌入式音樂播放系統(tǒng)是依據(jù)高度分散、技術(shù)密集、資金密集和不斷創(chuàng)新的集成知識(shí)系統(tǒng)，集電子技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和各種具體的應(yīng)用于一身的綜合性產(chǎn)物。嵌入式音樂播放系統(tǒng)的興起源于網(wǎng)絡(luò)通信及媒體技術(shù)的不斷發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)時(shí)代為微型計(jì)算機(jī)打開一個(gè)全新的世界，嵌入式系統(tǒng)作為 IT 界的新技術(shù)，它的應(yīng)用成為個(gè)人電腦和互聯(lián)網(wǎng)之后的又一熱點(diǎn)[2-3]。

在上個(gè)世紀(jì)70年代，微型音樂播放器便應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，因其具有較高的性價(jià)比、較低的能耗、較小的體積以及簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，這種智能微型機(jī)對(duì)于專業(yè)控制人士具有很大的吸引力，要求在對(duì)象體系中要嵌入微型機(jī)，以此實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)智能化[4]。1976 年，英特爾推出世界上第一個(gè)單片機(jī)——MCS-48，它僅包含 ROM 和RAM 的簡(jiǎn)單程序，并成功將各種 CPU 微處理器系統(tǒng)外的資源集成到 CPU 上。1980，英特爾公司全面提高了 MCS-48 單片機(jī)，奠定了嵌入式系統(tǒng)單片機(jī)應(yīng)用模型的基礎(chǔ)。至今，到1984年，隨著Intel 公司推出 16位 8096 系列，嵌入式微控制器得到更廣闊的使用市場(chǎng)，這使得嵌入式在微處理機(jī)領(lǐng)域出現(xiàn)。此外，在1982年，首枚數(shù)字信號(hào)處理芯片（DSP）實(shí)現(xiàn)了高速、實(shí)時(shí)地處理模擬信號(hào)，進(jìn)而將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成專業(yè)的處理器，其處理速度比當(dāng)時(shí)最快的 CPU 還快 10～50 倍。隨著集成電路技術(shù)的發(fā)展，DSP 芯片的性能不斷提高，目前已廣泛用于通信、控制、計(jì)算機(jī)等領(lǐng)域[5]。1990 年后，隨著網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的到來，網(wǎng)絡(luò)通信和多媒體技術(shù)的快速發(fā)展，8/16位單片機(jī)的速度和內(nèi)存容量已經(jīng)難以滿足的應(yīng)用程序需求。集成電路技術(shù)的發(fā)展，32 位微處理器價(jià)格下跌，綜合競(jìng)爭(zhēng)能力已經(jīng)與 8/16 單片機(jī)相近?；谇度胧揭魳凡シ牌鏖_發(fā)模式的發(fā)展總共經(jīng)歷3個(gè)階段[6-8]：第一階段是沒有操作系統(tǒng)的嵌入式算法階段，這時(shí)期內(nèi)的嵌入式音樂播放器主要單片機(jī)為核心，這是由可編程控制器、以單芯片為核心的一種操作系統(tǒng)，與此同時(shí)還具有一些監(jiān)測(cè)、指導(dǎo)設(shè)備配合的簡(jiǎn)單功能。這階段的嵌入式音樂播放器多數(shù)應(yīng)用于一些專業(yè)性非常強(qiáng)的工業(yè)控制系統(tǒng)中，一般都沒有操作系統(tǒng)的支持，而是以匯編語言編程的方式對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行直接控制，現(xiàn)在這種方式已經(jīng)不在使用。

三、嵌入式遠(yuǎn)程音樂播放器控制系統(tǒng)

數(shù)據(jù)命令經(jīng)過傳輸加密后通過網(wǎng)絡(luò)客戶端傳輸?shù)矫畹慕K端，整個(gè)過程經(jīng)過微小衛(wèi)星中繼，數(shù)據(jù)主要以網(wǎng)絡(luò)協(xié)議為通用標(biāo)準(zhǔn)[9]。

3.1 DCT變換

DCT變換的原理同離散性傅立葉變換形式一致，將空間的數(shù)據(jù)命令變換到衛(wèi)星傳輸?shù)挠蛑?，能量主要集中低頻區(qū)。通過公式（1）能夠發(fā)現(xiàn)，微小衛(wèi)星信號(hào)傳輸高頻幅值接近于零時(shí)，越有利于數(shù)據(jù)傳輸過程。數(shù)值較大時(shí)，交流數(shù)據(jù)信息可逆。

3.2網(wǎng)絡(luò)協(xié)議

TCP/IP協(xié)議包含一系的空間和網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，該協(xié)議由七層網(wǎng)絡(luò)模型組成，受到七個(gè)方面的制約[13]。其具體分層如圖1所示。

這七個(gè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議各負(fù)責(zé)一個(gè)方面，每一層之間都為上層的協(xié)議服務(wù)。在整個(gè)遠(yuǎn)程命令傳輸過程中，從用戶端發(fā)出一個(gè)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程控制命令，先從系統(tǒng)的應(yīng)用層發(fā)起傳遞，一層一層直到物理層結(jié)束[14]。

其中，OSI指的是遵循的一個(gè)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，一個(gè)系統(tǒng)無論在任何空間與地方，都按照同一的標(biāo)準(zhǔn)去執(zhí)行通信，就能將龐大的通信系統(tǒng)簡(jiǎn)單化。OSI系統(tǒng)采用開放式結(jié)構(gòu)，每個(gè)層次之間都有服務(wù)的權(quán)限。主要是通過協(xié)調(diào)來制定協(xié)議使用。

四、嵌入式系統(tǒng)

嵌入式系統(tǒng)是現(xiàn)在比較流行的技術(shù)，嵌入式技術(shù)主要，用于控制、輔助操作。具有內(nèi)核小，專用性強(qiáng)和系統(tǒng)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)[15]。

4.1嵌入式系統(tǒng)組成

嵌入式系統(tǒng)是由傳輸設(shè)備、嵌入式控制軟件、中央處理器以及操作系統(tǒng)構(gòu)成。其中，處理器是整個(gè)系統(tǒng)的最核心部分，負(fù)責(zé)系統(tǒng)的上傳下達(dá)和指令執(zhí)行。它具有時(shí)時(shí)性響應(yīng)快，執(zhí)行時(shí)間短等特點(diǎn)。

嵌入式操作平臺(tái)是基于特定的操作平臺(tái)，為達(dá)到某個(gè)預(yù)期的目的，專為特定的嵌入式領(lǐng)域設(shè)計(jì)的平臺(tái)。嵌入式軟件需要確保準(zhǔn)確、系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運(yùn)行。其結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

4.2嵌入式操作系統(tǒng)

在正常情況下，嵌入式操作系統(tǒng)需要有網(wǎng)絡(luò)接口、虛擬文件系統(tǒng)、運(yùn)行操作指令、硬件支持、穩(wěn)定的運(yùn)作內(nèi)核等五大部分組成。這種獨(dú)特的模塊機(jī)制來源于客戶的需求，從而依次將這些內(nèi)核或者插入內(nèi)核移出系統(tǒng)。這樣，嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)核就會(huì)顯得非常小巧，適合嵌入式系統(tǒng)的要求，進(jìn)而滿足用戶的需求。

五、結(jié)論

當(dāng)前狀態(tài)中國市場(chǎng)中，各種智能設(shè)備發(fā)展不勻衡，社會(huì)上的產(chǎn)品技術(shù)沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，但從整個(gè)趨勢(shì)上來看，人們對(duì)智能家居的追求越來越高，智能化和舒適化將是發(fā)展的重要方向。提出一種應(yīng)用于微小衛(wèi)星的嵌入式遠(yuǎn)程音樂播放器，通過研究微小衛(wèi)星的技術(shù)現(xiàn)狀，在此基礎(chǔ)上對(duì)音樂播放器進(jìn)行了嵌入式設(shè)計(jì)，通過編程接口將數(shù)據(jù)進(jìn)行必要處理，對(duì)遠(yuǎn)程指令以數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，利用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議進(jìn)行微小衛(wèi)星與終端設(shè)備的連接，完成網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸，用控制命令進(jìn)行播放編程。實(shí)驗(yàn)表明，應(yīng)用于微小衛(wèi)星的嵌入式遠(yuǎn)程音樂播放器設(shè)計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)智能控制，具有較好的操控性和可擴(kuò)展性，具有廣泛的應(yīng)用空間。

參 考 文 獻(xiàn)

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