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

2.1 功能要求

該系統為一個(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功能，該系統具有以下各個(gè)功能：

2.1.1 能量采集

1、太陽(yáng)能采集

系統自帶的太陽(yáng)能板可在有光的情況下不斷為系統提供電能。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)能量轉換裝置，當用戶(hù)帶著(zhù)播放器走路或者跑步的時(shí)候，可將振動(dòng)能量轉換成電能，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(hù)播放

該系統中加入多用戶(hù)播放功能，即同一臺播放器可以同時(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)分享同一臺音樂(lè )播放器。

2、無(wú)線(xiàn)雙向通信

該系統中加入了無(wú)線(xiàn)的雙向通信功能，主要用于播放器與用戶(hù)使用的耳機之間的通信。這樣用戶(hù)可以在室內活動(dòng)的時(shí)候，可以將播放器的主體部分放到陽(yáng)臺、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帶在身上?？紤]到用戶(hù)可能需要隨時(shí)對播放器的播放狀態(tài)進(jìn)行調整，因此該系統的無(wú)線(xiàn)雙向通信是必須的，因為在雙向通信的前提下，用戶(hù)可以不用借助播放器，而只在耳機上就可以完成換歌、調節音量等工作。

3、低功耗，節電

除了高效的能量采集裝置，對于系統本身還設計了較強的低功耗的節電功能。

在硬件方面，除了采用的EVK1105平臺的低功耗特點(diǎn)，在外設的選用，如用戶(hù)耳機，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，加入系統睡眠功能。因為系統不需要不停的運作，當系統處于等待用戶(hù)觸發(fā)的時(shí)間里自動(dòng)進(jìn)入睡眠狀態(tài)。當用戶(hù)需要使用播放器時(shí)，對系統的人為控制就會(huì )引起軟件上的中斷觸發(fā)，使得系統進(jìn)入工作狀態(tài)，以此來(lái)降低系統功耗。

4、液晶顯示

該系統吸收了傳統的音樂(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)了解到系統的狀態(tài)，以便根據自己的喜好和需要對系統狀態(tài)進(jìn)行調整。

5、輔助尋找

該系統針對人們日常生活中經(jīng)常遇到的不便設計了相關(guān)的人性化功能。人們在生活中經(jīng)常會(huì )遇到找不到手機，手表等這種便攜式產(chǎn)品。因此，當用戶(hù)只帶著(zhù)耳機而把播放器放到某個(gè)地方充電的時(shí)候，就可能會(huì )出現難以找到播放器的情況，為了防止這種情況的出現，該系統加入了輔助尋找功能，用戶(hù)只需按下耳機上的尋找按鈕，播放器就會(huì )發(fā)出聲音應答，方便尋找。反過(guò)來(lái)，如果用戶(hù)找不到耳機的時(shí)候，就可以按下播放器上的尋找按鈕來(lái)找尋耳機。

2.1.3 系統架構

為了實(shí)現以上各個(gè)系統的功能，并實(shí)現軟硬件的協(xié)調，該系統的整體架構圖如下：

圖1 系統架構

該系統使用UC/OS-II操作系統作為軟件功能的基礎，并以此實(shí)現用戶(hù)界面處理、數據處理、用戶(hù)管理、通信處理、內存管理和設備控制。以該操作系統的功能配合電源模塊、EVK1105平臺、藍牙耳機、外部存儲和通道控制等硬件實(shí)現系統的整體功能。

2.2 性能要求

2.2.1 能量采集效率

該系統的能量采集性能如下表：

表1 系統能量采集性能

2.2.2播放器性能

除了功率采集的性能之外，該系統的播放器部分的主要性能如下：

表2 播放器主要性能