臺灣博碩士論文加值系統

隨著時代的演進，科技也漸漸走入家庭成為居家環境的一部分，並逐漸改變人們的習慣。不僅如此網路的發展也同樣無遠弗屆，從一開始的有線網路到現今炙手可熱的無線通訊都加速了科技的發展。在這樣的發展下，許多基於無線網路並建置於嵌入式行動平台上的研究，便開始思考如何提升居家生活品質與便利性。
本論文提出一套整合多種平台且多功能之紅外線網路控制系統。研究之內容以網路紅外線遙控為主，並加入Android手機作業系統為使用者操作介面，最後自行設計控制與通訊協定及伺服器，將嵌入式控制平台與使用者手機端加以整合，更進一步開發出智慧型使用者操作功能，包含系統資訊管理介面、區域判定、聲控選單、自動換手、自動節能。
基於以上三方面之研究，軟體分別在兩個嵌入式平台與PC伺服器端上開發。嵌入式其一部分為Android作業系統手機並使用無線網路作為通訊媒介，此部分為使用者介面端，而另一部分為家電控制節點，主要為提供網路紅外線家電遙控功能之節點；最後將兩個嵌入式系統整合成控制伺服器。由上述三部分之架構，開發出一套具有多功能網路紅外線遙控系統。

In this thesis, we develop a networked infrared remote control system with Positioning、Voice control、Energy saving、IR signal learning and user friendly management interface.
With the evolution of the times, technologies gradually immerse into home environments, become parts of the family, and gradually change people''s behaviors. Similarly, network evolution from the cable to the wireless also accelerates the development of technology for home environment. Because of these, Researchers began to consider how to enhance quality of life and the convenience of home based on the wireless and other new technologies and to build on the system.
This thesis presents an IR control system consisting of multi platforms and integrating multi functions. Our system includes a smart phone for user mobile terminal, a wireless embedded platform for IR remote control, and a home server for system management and data storage. We development our own control protocols and services. Furthermore, our services have many intelligent user friendly features, including system information management interface, positioning, voice, selected menu, auto handoff, auto power-saving.
Based on the above three subsystems, software development on android phone, embedded ARM7 platform and PC. Android smart phone as the end device is for the user to send commands to server through 802.11 wireless LAN or 3G networks; the embedded ARM7 platform serves as the appliance control network node, which receives commands from the server and convert they to infrared remote control of home appliances.

誌謝辭 i
中文摘要 ii
Abstract iii
目錄 iv
圖目錄 vii
表目錄 ix
第一章 緒論 1
1.1 背景 1
1.2 動機 3
1.3 系統簡介 4
1.4 論文架構 5
第二章 相關背景知識介紹 6
2.1 Android 簡介 6
2.1.1. Android 系統架構 6
2.1.1.1. 應用程式 6
2.1.1.2. 應用層 7
2.1.1.3. 應用框架層 7
2.1.1.4. 中間層 8
2.1.1.5. 函式層 8
2.1.1.6. 虛擬機器 9
2.1.1.7. 硬體抽象層 11
2.1.1.8. Linux Kernel層 11
2.1.1.9. 作業系統 12
2.1.2. Activity生命週期(Activity Lifecycle) 13
2.1.2.1. 行程(Process) 13
2.1.2.2. Activity狀態 14
2.1.2.3. Activity主要系統控制迴路 15
2.2 微型作業系統 簡介 17
2.2.1 嵌入式微型作業系統 17
2.2.1.1. 計時器中斷服務常式 18
2.2.1.2. 序列埠中斷服務常式 18
2.2.1.3. USB中斷服務常式 18
2.2.1.4. 排程器 18
2.2.1.5. 工程 19
2.3 紅外線介紹 20
2.3.1 紅外線遙控原理 20
2.3.2 Infrared編碼格式 21
2.3.2.1. SIRC (SONY)編碼格式 21
2.3.2.2. RC5 (Philips)編碼格式 22
第三章 系統硬體及開發平台介紹 24
3.1 ARM7 YL-LPC2468開發板主要硬體資源介紹 24
3.1.1 LPC2468微處理器介紹 25
3.1.2 記憶體 27
3.1.3 紅外線 接收器及傳輸LED 29
3.1.4 RT2571無線網路卡 30
3.1.4.1. RT2571無線網路卡主要特性 30
3.1.4.2. RT2571無線網路卡產品規格 31
3.2 Android智慧型手機(HTC Hero) 33
第四章 系統軟體架構與通訊協定 34
4.1 系統架構 34
4.1.1. ARM7 YL-LPC2468軟體分析 35
4.1.2. Server軟體分析 37
4.1.2.1. Server軟體需求分析 37
4.1.3. Android軟體需求分析 38
4.2 通訊協定原理與流程分析 42
4.2.1 YL-LPC2468和Server通訊協定 43
4.2.1.1. 封包格式 43
4.2.1.2. 協定欄位說明 44
4.2.1.3. 協定型態說明 44
4.2.2 Server和Android通訊協定 47
4.2.3 紅外線通訊 48
4.2.2.1. 紅外線控制原理與結構 48
第五章 系統與應用功能實作 52
5.1 系統實作 52
5.2 Server 實作 52
5.2.1 認證及嵌入式系統資訊管理(Server) 54
5.2.2 紅外線遙控及紅外線訊號管理 (Server) 54
5.2.3 聲控選單(Server) 55
5.2.4 定位(Server) 56
5.2.5 家庭節能 (Server) 57
5.3 Android 實作 59
5.3.1 紅外線遙控(Android) 60
5.3.2 定位(Android) 61
5.3.3 控制參數設定 (Android) 63
5.3.4 聲控選單 (Android) 64
5.3.5 換手 (Android) 65
5.4 YL-LPC2468 實作 67
第六章 系統整合測試 68
6.1 操作介面 69
6.2 系統通訊協定測試 71
6.2.1 UDP(嵌入式控制裝置與Server間通訊) : 71
6.2.2 TCP(Server與Android手機端之通訊) : 72
6.2.3 紅外線通訊 73
6.3 系統各項功能測試 74
6.3.1 家電遙控測試(含定位功能) 74
6.3.2 聲控選單測試(含定位功能) 76
6.3.3 換手測試(系統連線維持程序) 76
6.3.4 家庭節能參數設定 77
6.3.5 家庭節能功能測試 78
6.3.6 區域無線環境定位資訊掃描及更新 80
第七章 結論 82
參考文獻 83

[1]Android官方網站，http://www.android.com
[2]開放手機聯盟，http://www.openhandsetalliance.com/.
[3]GPL2.0，http://creativecommons.org/licenses/GPL/2.0/deed.zh_TW.
[4]Android開發網站，http://developer.android.com/intl/zh-TW/index.html.
[5]李秉儒，微型作業系統ARM7嵌入式系統之WiFi驅動程式與網路實作，國立中正大學通訊工程研究所論文，民國九十八年。
[6]紅外線介紹，http://www.sbprojects.com/knowledge/ir/ir.htm.
[7]Philips, NXP Semiconductors, LPC2468 Product data sheet, Rev. 04 – 17 October 2008.
[8]Ralink無線網路卡，http://ralink.rapla.net/.
[9]HTC官方網站，http://www.htc.com/tw/.
[10]Philips, NXP Semiconductors, UM10211 LPC23XX User manual, Rev. 01 – 11 March 2008.
[11]Philips, NXP Semiconductors, UM10237 LPC24XX User manual, Rev. 02 – 19 December 2008.
[12]IR遙控原理，http://www2.renesas.com/faq/en/mi_com/f_com_remo.html.
[13]keil C, http://www.keil.com/.
[14]NXP, http://www.nxp.com/.
[15]董勝源 著, “單晶片ARM LPC210X與C語言入門實習”, 益眾宏友, 台灣, 2006。
[16]佘志龍，陳昱勛，鄭名傑，陳小鳳，郭秩均 著, ” Google Android SDK開發範例大全” , 悅知文化, 台灣 ,2009。