可穿戴计算平台结构设计与实现研究
发布时间：2020-07-11 01:57
【摘要】：随着科学技术的发展,普适计算的概念已逐渐被人们接纳。如果说普适计算指出了计算机未来发展的一个方向,那么可穿戴计算就是这个方向上的一条大道。普适计算旨在使计算机融入人的生活空间,形成一个“无时不在、无处不在而又不可见”的计算环境,而可穿戴计算正是实现“无时不在、无处不在而又不可见”的计算环境的一种行之有效的方法。 可穿戴计算是一种全新的计算技术,与传统的计算技术存在着很大的差别。它打破了传统的人机交互模式,使人和计算机更加紧密地结合在一起,提高了人的整体感知和计算能力。它提供了一种无处不在的计算和交互方式。可穿戴计算涉及到众多的学科领域,是一项非常复杂的计算技术。可穿戴计算机是该技术的代表,具有重要的研究价值。可穿戴计算机是一种可穿戴在人体上的个人移动计算机,它的携带和使用更加自然,特别适合室外和机动场合下应用,是国际计算机学术界的新兴领域。目前,国内对可穿戴计算机研究和开发基本上还属于早期阶段,特别是对通用可穿戴计算机的体系结构等方面的研究几乎是空白。而随着可穿戴计算机不断被人们所认识,社会的各行各业对可穿戴计算机的需求量越来越大,可穿戴计算机的明天有着像PC机的今天一样的发展趋势。基于可穿戴计算技术的这一发展前景,论文针对通用可穿戴计算机的体系结构及其实现方法展开研究,完成了以下五方面的工作,为进一步研发奠定了坚实的基础。 一、较为全面地概述了可穿戴计算技术的产生、发展及意义,分析比较多个专用可穿戴计算机结构,对照通用微型计算机与可穿戴计算机的软硬件体系结构特点,提出一种实现可穿戴计算机通用的方法——可穿戴计算平台。并根据可穿戴计算平台所期望达到的目标,构建了可穿戴计算平台的集合模型。该模型的特点是通过模块的可选性实现用户功能的可重构性,从而达到可穿戴计算平台可以用于不同用户要求的多种场合之中,以达到通用。 二、对可穿戴计算平台的集合模型进行合理的限定,寻求出该模型的可实现性与可实现的通用程度之间的一个折衷点。并基于该折衷点实例化该模型,设计出在一定程度上达到通用的可穿戴计算平台。 三、根据可穿戴计算平台的设计结果,对可穿戴计算平台设计提出的连接模块进行实例化开发实现。开发完成了可穿戴计算平台串口一扩四的串口连接模块。通过软硬件的整体测试,该模块工作稳定,实现了预期功能。
【学位授予单位】：陕西师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：TP302
【图文】：
一章的第二节中介绍了可穿戴计算机要穿在人体积要小。采用什么样的载体来具体实现可穿。对比可穿戴计算机所要求的特征和嵌入式大的相似性。从第一章第三节的介绍中可以看术相对成熟，采用嵌入式系统作为可穿戴计算术从人们真正入手研究到现在也走过了将近二难发现可穿戴计算技术的发展过程中，大部分专用性较强的。随着社会的发展，科学技术的通用的可穿戴计算机成为了进一步的需求。可种分布式可重构的具有通用性的可穿戴计算机台结构设计泛型软硬件结构系统中，软硬件的层次结构如图2一1所示:
第三章一个连接模块的设计与实现虽然在主模块中设计了三个UART串行通信接口，但是其中UARTO往往开发和调试时使用，UARTI和UARTZ又是复用了同一个口，而在一个可穿算机中，通常会出现两个以上的外部设备，如果这些设备都用串口与主模块的话，主模块中自带的串口就不够使用了。对于其它种类的接口也存在着这题，这就要求设计出一个中间的连接模块来解决接口数量缺乏的问题。本章计并实现了一个串口一扩四的连接模块。串口连接模块的设计对于可穿戴计算机来说，接口主要是用来采集数据和输出显示的，一般都度要求不是很高。因此，采用串口一扩四是合适的，可以采用四个串口设备一个串口的办法来实现。实现难点就变成了，在硬件上要有一个同时具备五口的器件，且同时要支持软件控制;在软件上，要能够实现对其中四个串口别的且是互不冲突的响应或查询。这里的无区别指任何一个串口设备连接在个串口上都可以;不冲突指同时连接多个串口设备也可以正常的工作。
电路如下图所示，M鸿X232的第10脚和单片机的n脚连接，第9脚和单片机的10脚连接，第15脚和单片机的20脚连接。串口通讯的硬件电路如图3一1所示。在连接模块中可以采用此串口与主模块进行通信，即把此串口作为向上级联的端口。采用单片机的Pl口进行串口模拟，P1口中8根线分成四组，每组可模拟一个串口就可以实现连接模块所需的功能。如图3一2所示:串口1串口2串口3串口4级连串口勺勺勺卜卜JJJDDDDD’’于于··DDD图3一串口一扩四结构图3.2串口连接模块的实现51系列单片机有多种，受到可穿戴计算机的体积要求，采用其中的C8051F系列的芯片是最合适的，它的体积只有指甲盖的四分之一那么大。但是，由于它是贴片元件，不利于进行实验焊接，所以采用与其完全兼容的89C51芯片来代替它进行实验。.3.21到O口模拟串口通信以Pl.2和Pl.3发送和接收为例，采用89C51单片机的Pl.2和Pl.3模拟一组串行通信的发送和接收。其接口程序主要由SEND发送子程序和RECEIVE接收子程序组成。通信速率2400bit/s
本文编号：2749794
【学位授予单位】：陕西师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：TP302
【图文】：
一章的第二节中介绍了可穿戴计算机要穿在人体积要小。采用什么样的载体来具体实现可穿。对比可穿戴计算机所要求的特征和嵌入式大的相似性。从第一章第三节的介绍中可以看术相对成熟，采用嵌入式系统作为可穿戴计算术从人们真正入手研究到现在也走过了将近二难发现可穿戴计算技术的发展过程中，大部分专用性较强的。随着社会的发展，科学技术的通用的可穿戴计算机成为了进一步的需求。可种分布式可重构的具有通用性的可穿戴计算机台结构设计泛型软硬件结构系统中，软硬件的层次结构如图2一1所示:
第三章一个连接模块的设计与实现虽然在主模块中设计了三个UART串行通信接口，但是其中UARTO往往开发和调试时使用，UARTI和UARTZ又是复用了同一个口，而在一个可穿算机中，通常会出现两个以上的外部设备，如果这些设备都用串口与主模块的话，主模块中自带的串口就不够使用了。对于其它种类的接口也存在着这题，这就要求设计出一个中间的连接模块来解决接口数量缺乏的问题。本章计并实现了一个串口一扩四的连接模块。串口连接模块的设计对于可穿戴计算机来说，接口主要是用来采集数据和输出显示的，一般都度要求不是很高。因此，采用串口一扩四是合适的，可以采用四个串口设备一个串口的办法来实现。实现难点就变成了，在硬件上要有一个同时具备五口的器件，且同时要支持软件控制;在软件上，要能够实现对其中四个串口别的且是互不冲突的响应或查询。这里的无区别指任何一个串口设备连接在个串口上都可以;不冲突指同时连接多个串口设备也可以正常的工作。
电路如下图所示，M鸿X232的第10脚和单片机的n脚连接，第9脚和单片机的10脚连接，第15脚和单片机的20脚连接。串口通讯的硬件电路如图3一1所示。在连接模块中可以采用此串口与主模块进行通信，即把此串口作为向上级联的端口。采用单片机的Pl口进行串口模拟，P1口中8根线分成四组，每组可模拟一个串口就可以实现连接模块所需的功能。如图3一2所示:串口1串口2串口3串口4级连串口勺勺勺卜卜JJJDDDDD’’于于··DDD图3一串口一扩四结构图3.2串口连接模块的实现51系列单片机有多种，受到可穿戴计算机的体积要求，采用其中的C8051F系列的芯片是最合适的，它的体积只有指甲盖的四分之一那么大。但是，由于它是贴片元件，不利于进行实验焊接，所以采用与其完全兼容的89C51芯片来代替它进行实验。.3.21到O口模拟串口通信以Pl.2和Pl.3发送和接收为例，采用89C51单片机的Pl.2和Pl.3模拟一组串行通信的发送和接收。其接口程序主要由SEND发送子程序和RECEIVE接收子程序组成。通信速率2400bit/s
【引证文献】
相关期刊论文 前1条
1 高一榕;向琳;杨孝宗;;基于SOPC的可穿戴机多处理器设计[J];哈尔滨商业大学学报(自然科学版);2009年03期
相关硕士学位论文 前2条
1 顾煊;基于RFID的定位跟踪管理技术研究与开发[D];上海交通大学;2008年
2 高一榕;基于SOPC的可穿戴机多处理器设计[D];哈尔滨工业大学;2008年
本文编号：2749794
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