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

二、需求分析

2.1 功能要求

該系統(tǒng)為一個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，并同時有進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。在播放的同時可以將播放器放在太陽下進行充電，在不使用的時候也可以在陽光下進行充電，并將電能儲存在電池中，以便以后使用。

2、振動能量采集

利用振動能量轉換裝置，當用戶帶著播放器走路或者跑步的時候，可將振動能量轉換成電能，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滿足不同用戶的需要。通過多個通道，播放器可以為多個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行單首歌曲播放的限制，使得多個用戶可以同時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之間的通信。這樣用戶可以在室內活動的時候，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]到用戶可能需要隨時對播放器的播放狀態(tài)進行調整，因此該系統(tǒng)的無線雙向通信是必須的，因為在雙向通信的前提下，用戶可以不用借助播放器，而只在耳機上就可以完成換歌、調節(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)本身還設計了較強的低功耗的節(jié)電功能。

在硬件方面，除了采用的EVK1105平臺的低功耗特點，在外設的選用，如用戶耳機，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(tǒng)睡眠功能。因為系統(tǒng)不需要不停的運作，當系統(tǒng)處于等待用戶觸發(fā)的時間里自動進入睡眠狀態(tài)。當用戶需要使用播放器時，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：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，讓用戶可以實時了解到系統(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)進行調整。

5、輔助尋找

該系統(tǒng)針對人們日常生活中經(jīng)常遇到的不便設計了相關的人性化功能。人們在生活中經(jīng)常會遇到找不到手機，手表等這種便攜式產品。因此，當用戶只帶著耳機而把播放器放到某個地方充電的時候，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，用戶只需按下耳機上的尋找按鈕，播放器就會發(fā)出聲音應答，方便尋找。反過來，如果用戶找不到耳機的時候，就可以按下播放器上的尋找按鈕來找尋耳機。

2.1.3 系統(tǒng)架構

為了實現(xiàn)以上各個系統(tǒng)的功能，并實現(xiàn)軟硬件的協(xié)調，該系統(tǒng)的整體架構圖如下：

圖1 系統(tǒng)架構

該系統(tǒng)使用UC/OS-II操作系統(tǒng)作為軟件功能的基礎，并以此實現(xiàn)用戶界面處理、數(shù)據(jù)處理、用戶管理、通信處理、內存管理和設備控制。以該操作系統(tǒng)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

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