北方民族大學創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育中心 李慶達 魏林心 尤其輝

基于WindowsPhone8.1全彩屏顯示控制系統(tǒng)的設(shè)計

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近年來，隨著智能終端和移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，手機作為人們先進生活不可缺少的一部分，在數(shù)字媒體方面也發(fā)揮著舉足輕重的作用。2014年，微軟發(fā)布了最新的手機操作系統(tǒng)——WindowsPhone8．1，其在隱私安全、使用便捷方面具有顯著特點。本文論述了一個基于WindowsPhone8．1系統(tǒng)、三星Exynos 4412控制芯片、異步控制卡和TCP/IP協(xié)議簇的智能全彩屏顯示控制系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)。

WindowsPhone8．1；TCP/IP；Exynos4412；全彩屏

引言

全彩顯示系統(tǒng)作為光、電、聲結(jié)合的多媒體高科技產(chǎn)品，主要包括以下部分：顯示屏體、控制主機及通訊系統(tǒng)、計算機及計算機外設(shè)、視頻外設(shè)、系統(tǒng)軟件、功率放大器、音箱、可實現(xiàn)圖文信息與音頻信號的同步等。 由于LED傳媒顯示系統(tǒng)與其他顯示系統(tǒng)相比具有一些不可替代的技術(shù)優(yōu)勢和特點：其視角大、響應(yīng)速度快、可視距離遠、規(guī)格品種多、使用壽命長、應(yīng)用范圍廣等，所以對設(shè)計要求更加嚴謹、各部分設(shè)備運行安全可靠。

基于WindowsPhone8.1的全彩屏顯示控制終端為用戶提供了方便快捷、先進智能的控制全彩屏顯示的途徑。

1　 系統(tǒng)概述及框架

整個系統(tǒng)由硬件設(shè)備和終端設(shè)備兩大模塊構(gòu)成。硬件設(shè)備采用三星四核處理器——Exynos4412;軟件設(shè)備由“智能彩屏”手機軟件構(gòu)成。硬件設(shè)備使用220v開關(guān)電源實現(xiàn)供電，控制卡采用了異步工程卡（G型）。軟件開發(fā)使用Microsoft Visual Studio2015集成開發(fā)環(huán)境，基于RUNTIME框架在安全性非常高的WindowsPhone8.1操作系統(tǒng)上編程。

2　 系統(tǒng)的功能描述與設(shè)計

2.1 系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)

根據(jù)圖1所示的全彩屏顯示控制系統(tǒng)功能模塊結(jié)構(gòu)圖，確定了兩類參與者，分別為：超級管理員，用戶。對超級管理員的功能設(shè)計有：添加用戶，設(shè)置權(quán)限，修改服務(wù)端IP和端口，設(shè)置控制模式等。對用戶的功能設(shè)計有：設(shè)置顯示模式，設(shè)置顯示內(nèi)容，設(shè)置字體、字號、顏色，休眠與喚醒等。

圖1　

2.2 系統(tǒng)的硬件設(shè)計

該控制終端硬件設(shè)備基于LED全彩異步控制卡-led asynchrous control card。可分為CPU、閃存、電源電路、FPGA數(shù)據(jù)處理單元、以及外部接口（USB、串口、網(wǎng)口）、LED控制卡是整個系統(tǒng)設(shè)計的基礎(chǔ)功能平臺、全彩屏顯示效果的好壞，和控制卡有直接的關(guān)系。

(1)該控制卡通過異步技術(shù)解決了同步系統(tǒng)無法進行集群管理、無法進行遠程控制的技術(shù)薄弱環(huán)節(jié)。解決了終端控制系統(tǒng)的后顧之憂。(2)控制卡可通過有線接入互聯(lián)網(wǎng)。(3)可將控制卡隨時接入互聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)在有網(wǎng)絡(luò)的地方就能與控制卡連接實現(xiàn)異地控制，不同用戶的控制互不干擾。(4)路由器是控制卡與控制終端的信息交互中心。(5)控制卡支持各種戶外、戶內(nèi)、半戶外、全彩led全彩屏顯示，一卡多功能任意設(shè)置。(6)支持wifi、儲存卡、U盤等通信方式。(7)多區(qū)域軟件，易學易用。

本控制系統(tǒng)選用Z型異步全彩控制卡，性價比高，使用其控制320*256個點。

2.3 系統(tǒng)的軟件設(shè)計

微軟公司為WindowsPhone平臺的開發(fā)提供了非常強大的SDK,主要包含兩大結(jié)構(gòu)體系，分別進行不同功能的開發(fā)工作。本系統(tǒng)軟件主要使用的是基于RUNTIME框架的開發(fā)。RUNTIME是Windows32API的現(xiàn)代版，地位與.NET類似，但它是非托管的本地API，減小了程序開發(fā)，并擁有更簡單的語法。

軟件的界面使用XAML語言實現(xiàn)。XAML是微軟公司為構(gòu)建應(yīng)用程序用戶界面而創(chuàng)建的一種新的描述語言，和ASP.NET中的“代碼后置”模型很相似。軟件使用了Grid，Pivot，TextBlock，TextBox，Button，ToggleSwitch等控件，為了實現(xiàn)界面美觀，還使用了大量的UserControl和Custom自定義控件。

軟件后臺代碼通過C#實現(xiàn)。C#是微軟公司發(fā)布的一種面向?qū)ο蟮母呒壋绦蛟O(shè)計語言。該軟件使用MVVM模式管理后臺代碼，由視圖（View）、視圖模型（ViewModel）、模型（Model）三部分組成，真正的做到了UI頁面與數(shù)據(jù)邏輯分離，具有低耦合、重用性高等優(yōu)點。該軟件采用為了更好的管理頁面導航，重寫了LoadState、SaveState、OnNavigetedTo、OnNavigatedFrom等很多的方法。網(wǎng)絡(luò)部分使用了Sockets，Streams，Networking等類，網(wǎng)絡(luò)連接采用面向連接的TCP協(xié)議，可靠性高，安全性好。

3　 系統(tǒng)安全策略

對于任何一個數(shù)字媒體公眾系統(tǒng)來說，安全性是首要考慮且必須解決的事情。所以，在整個開發(fā)生命周期中，我們一直將安全放在首要位置，如：每個變量訪問修飾符的設(shè)計、Stream流的回收等。

本系統(tǒng)在數(shù)據(jù)傳輸過程中采用了SHA安全哈希算法用于檢測數(shù)據(jù)完整性，還采用了PKI系統(tǒng)進行了數(shù)字簽名，保證了數(shù)據(jù)的不可否認性。

4　 總結(jié)

基于WindowsPhone8.1全彩屏顯示控制系統(tǒng)的設(shè)計采用B/S架構(gòu)，利用C#、XAML、C語言進行開發(fā)，系統(tǒng)經(jīng)過長時間的實際應(yīng)用測試，不斷地優(yōu)化硬件和程序，達到了較為理想的效果，雖然有不足之處，但對于未來LED全彩屏控制系統(tǒng)的發(fā)展前景具有一定的參考價值。

[1]齊立波．C#入門經(jīng)典[M]．北京:清華大學出版社,2006,05．

[2]林政．深入淺出Windows Phone 8．1應(yīng)用開發(fā)[M]．北京:清華大學出版社,2014,09．

[3]林政．深入理解Windows Phone 8．1 UI控件編程[M]．北京:清華大學出版社,2014,05．