（信号与信息处理专业论文）自助式手持餐饮终端的设计与实现.pdf

西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 摘要 如今，随着科技的发展，餐饮企业依托科技的进步更全面、周到、便捷 地为广大消费者服务，同时实现企业自身的快速发展。自助式手持餐饮终端 就是在科技进步的大背景下产生并迅速发展起来的，其利用先进的无线通信 技术、嵌入式手持终端技术、嵌入式移动数据库和远程监控等技术，满足了 广大顾客方便、自主、放心的用餐需求。 本文提出了自助式手持餐饮终端的设计理念、体系结构，同时设计了更 具人性化的功能模块。文章对手持终端的软硬件环境进行了深入的探讨，其 中，硬件环境包括：p x a 2 7 0l c d 显示模块、触摸屏模块、c f 卡无线通信模块 等；软件环境包括：基于p x a 2 7 0 平台的嵌入式l i n u x 操作系统移植、基于嵌 入式l i n u x 的q t 和q t o p i a 的相关软件开发、基于w i n d o w s 操作系统i i s 服 务点菜数据库的开发、基于嵌入式l i n u x 操作系统w e bs e r v e r 服务功能的软 件开发和l i n u x 操作系统下a p a c h e 服务器端视频监控的功能开发。 在软件具体开发中，首先将嵌入式l i n u x 操作系统移植到p x a 2 7 0 开发板 上；然后基于嵌入式l i n u x 操作系统，进行嵌入式q t 以及q t o p i a 图形界面 移植；对服务器端数据库进行模块化设计，并具体实现菜单显示、分类查询、 点菜、帐单显示及数据打印等功能。本设计与市场上现有的手持餐饮终端不 同的是，对手持终端的功能进行了扩展，实现了手持终端w e b 服务器，厨师 们即可通过访问客户手持终端的菜单来制作菜品。另外，本设计还开发了手 持餐饮终端的远程监控功能，使顾客在用餐区也能看到厨房中菜品的现场制 作过程，从而放心的用餐。 本设计对基于嵌入式l i n u x 操作系统进行终端开发，具有一定的借鉴指 导意义，对自助式餐饮业具有商业实用价值。同时，作为一款手持式产品， 可以随身携带，可以使用于多种支持无线上网的场合，具有一定的市场应用 前景和商业实用价值。 ， 关键词：p x a 2 7 0 ：8 0 2 1 1 b ；w e bs e r v e r ：视频监控；j p e g 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 i 页 a b s tr a c t w i t ht h es c i e n c ea n dt e c h n o l o g yd e v e l o p e d ，n o w a d a y s ，t h ef o o da n db e v e r a g e i n d u s t r yf a c i l i t a t et h ec u s t o m e ra n dp r o m o t et h ee n t e r p r i s ed e p e n d i n go nt h e a c h i e v e m e n to fs c i e n c ea n dt e c h n o l o g y d i n i n gt e r m i n a lh a sb e e nd e v e l o p e di nt h i s b a c k g r o u n d ，w h i c hu s ea d v a n c e dw i r e l e s sc o m m u n i c a t i o n st e c h n o l o g y , e m b e d d e d h a n d h e l dt e r m i n a lt e c h n o l o g y , e m b e d d e dm o b i l ed a t a b a s e ，a n dr e m o t em o n i t e r i n g a n dc o n 咖l i n g t e c h n o l o g y t h a tm a k 鹤t h ec u s t o m e r m o r ec o n v e n i e n t , s e l f - d e t e r m i n e da n dr e a s s u r i n gm e a l s i nt h i sp a p e r , t h ei d e a ，s y s t e ma r c h i t e c t u r e ，a n df u n c t i o n so fas e l f - s e r v i c e r e s t a u r a n tt e r m i n a lh a sb e e np u tf o r w a r d t h eh a r d w a r ea n ds o f t w a r ee n v i r o n m e n t o ft h eh a n d h e l dt e r m i n a la r cd e e p l yd i s c u s s e d ：t h eh a r d w a r ei n c l u d e sp x a 2 7 0 i c dd i s p l a ym o d u l e ，t o u c h s c r e c nm o d u l e ，c fc a r dw i r e l e s sc o m m u n i c a t i o n s m o d u l e ，e t c a n dt h es o f t w a r ei n c l u d e st h et r a n s p l a n t i o no ft h ee m b c d d e dl i n u x o p e r a t i n gs y s t e mo np x a 2 7 0p l a t f o r m ，t h el r a u s p l a n t i o no ft h eq ta n dq t o p i ai n e m b e d d e dl i n u x ，t h ed e v e l o p m e n to fd a t a b a s ei ni i so fw m d o w s ，t h ed e v e l o p m e n t o ft h ef u n g o u ss o f t w a r eo fw e bs e r v e ra n dm o n i t o r i n ga n dc o n t r o l i n go ft h e a p a c h e f i r s t ，e m b e d d e dl i n u xo p e r a t i n gs y s t e mh a sb e e nt r a n s p l a n t e dt op x a 2 7 0 b o a r d s e c o n d t h ee m b e d d e dq ta n dq t o p i as o f t w a r eh a v e b e e nd e v e l o p e di nt h e e m b e d d e dl i n u xo p e r a t i o ns y s t e m b a s i n go nt h ea n a l y s i so ft h es e w e rd a t a b a s e m o d u l e s ，t h ef u n c t i o n so fd i s p l a ym e n u ，c a t e g o r i e ss e a r c h i n g , o r d e r s ，b i l l ，a n dd a t a p r i n k i n gh a v eb e e nr e a l i z e d c o m p a r e dw i t ht h ee x i s t i n gh n n d h e l dt e r m i n a lo n m a r k e t , t h ed e s i g ni sd i f f e r e n to fe x t e n d i n gt h ef u n g o u si n c l u d i n gt h ew e bs e r v e r t h ec h e fc a nc o o kb yv i s i t i n gc u s t o m e r sh a n d h e l dt e r m i n a lf o ro r d e r i na d d i t i o n , t h i s s y s t e mp r o v i d e dr e m o t em o n i t o r i n gf u n c t i o n ，w h i c hh a st h ec u s t o m e r s i m u l t a n e o u s l ys e et h ec o o kp r o c e s st or e a s s u r i n gm e a l s t h ed e s i g nh a sr e f e r e n c ea n dp r a t i c a lv a l u et oe m b e d d e ds y s t e m s d e v e l o p m e n ti nt h ee m b e d d e dl i n u xo p e n i n gs y s t e me n v i r o n m e n t m e a n w h i l e i t h a sam a r k e tp r o s p e c t sa n dp r a c t i c a lv a l u e ，s i n c ei ti sp o r t a b l ea n db eu s e dt o s u p p o r tav a r i e t yo f w i r e l e s si n t e m e to c c a s i o n s k e y * o r d a ：p x a 2 7 0 ；w e bs e r v e r ；v id e of r e q u e n c ym o nit o rin g ；j p e g 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 1 1 引言 第1 章绪论 随着人民生活水平和生活方式的转变，餐饮业具有巨大的投资市场，被 称为中国的黄金产业。自助式餐饮的目的就是利用先进的无线通信技术、嵌 入式手持终端技术、嵌入式移动数据库和无线监控等技术，为餐饮业走向全 面数字化提供了完整的解决方案。自助式手持餐饮终端操作简便，利用网络 可以实时显示当天菜品情况、点菜单状况等情况；实现了自动结账、避免人 为错误和跑单现象；我们对手持终端的功能进行了扩展实现了手持终端w e b 服务器，厨师们即可通过访问客户手持终端的菜单来制作菜品。更重要的是 手持锾饮终端还实现了远程监控功能，使客户在点菜的同时看到菜品的制作 过程，从而放心的用餐。自助式手持餐饮终端的实现为餐饮行业带来崭新的 管理理念与服务手段，能够提高餐馆档次，同时优化业务流程，提高效率、 精简人手，为客户提供更好的服务，实现企业价值最大化同时又使成本最低 化，是餐饮行业向信息化发展的一个重要标志。 本文将介绍有关自助式餐饮终端的相关理论及技术。自助式餐饮终端是 一套全新打造的集人性化服务、自动化管理、方便等特点于一身的无线餐饮 信息化终端。自助式手持餐饮终端以先进的技术手段，充分体现了无线餐饮 管理的实时性、服务的新颖性和高效性特点，使餐饮企业能更周全、迅速的 为客户提供服务，让应用本终端的餐饮企业以独特的经营模式和管理特色在 同类企业中独树一帜。 1 2 本设计研究的背景和意义 在我们的生活中，随处可见很多的手持嵌入式设备，在电子商务领域， 也出现了很多具有名片存储、记事提醒、电话簿查询等常用功能的手持嵌入 式设备。但是，他们基本上只是作为目前p d a 的多个子功能，而没有实现将 几个功能有机结合起来整合为一个较为综合的应用。 而如果能够在p d a 上整合无线上网、w e b 浏览、数据查询以及实时监控 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 页 功能，实现通过无线移动网络访问远端数据库服务器中的数据文件和利用摄 像头实时监控的技术，应用前景将十分广泛。例如，采用此技术，可以开发 出手持式城市公交路线查询设备：手持式公路，铁路，航空查询定票设备； 手持式全国各城市酒店宾馆预定设备；手持式企事业单位人事档案管理查询 设备；手持自助式餐饮系统终端设备；手持式股票查询设备等等一系列终端 设备，而这些设备的最大的优点，在于： 1 设备的便携性，可以随身携带。 2 因为数据文件存放在数据库服务器端，因此，只要维护好服务器端数据文 件，终端设备就可以随时获取最新的数据资料，做到信息的随时更新。 3 手持设备上的w e b 服务器功能，实现了手持设备和其它设备之间数据交流。 4 实时监控功能的扩展使手持设备在任何时间空间都可以实时监控。 1 3 论文实现的目标 本文将围绕自助式手持餐饮终端的实现，确立如下目标： 1 自助式手持餐饮终端与数据库服务器及视频服务器之间的无线网络通信功 能。 2 实现自助式餐饮服务器端的设计，使得手持餐饮终端通过无线网络访问服 务器，实现菜品浏览、菜品选择等功能。 3 手持餐饮终端实现w e b 服务功能，使厨房的厨师通过网络即可得知客人们 的点菜情况，节省了时间并避免了人为传递菜单发生的错误。 4 手持终端实现视频监控功能，使用餐者能够实时监控厨房、备菜间等地的 卫生和菜品准备情况。 1 4 论文的组织结构 本文简单介绍了嵌入式设备发展的情况，并且基于p x a 2 7 0 平台介绍了开 发手持自助式餐饮终端的全部过程。具体组织结构如下： 第一章介绍了论文的背景，实现目标和论文的组织结构。 第二章主要介绍自助式手持餐饮终端的整体设计。 第三章主要介绍了自助式餐饮终端开发平台的相关软硬件环境的建立。 第四章详细介绍了手持餐饮终端与数据库服务器之间的通信。使手持终 端通过无线网络实现对服务器端点菜系统的访问。 西南交通大学硕士研究生学位论文第3 页 作。 第五章详细介绍了手持终端实现w e b 服务器功能。 第六章详细介绍了手持终端的远程视频监控技术。 第七章介绍了对整个系统的测试结果。 第八章介绍了设计自助式餐饮终端的结论以及未来进一步需要研究的工 西南交通大学硕士研究生学位论文第4 页 第2 章自助式手持餐饮终端整体设计 自助式餐饮系终端是基于目前最先进的p o a ( 个人数字助理) 技术、无 线通信技术、计算机技术、网络技术、数据库技术、远程监控技术研发而成 的。自助式手持餐饮终端是是整个自助式餐饮系统的核心：通过终端的w e b 浏览器，可以选择自助式餐饮系统服务器上的菜品；通过手持餐饮终端实现 的网络服务功能，可以使厨房的厨师通过网络即可得知顾客的点菜情况，避 免了人为传递菜单发生的错误；通过手持餐饮终端的视频监控功能，可以对 厨房的卫生情况、厨师做菜情况进行实时监控。 本设计要实现一个自助餐饮手持终端，集监控功能和服务功能于一身。 由于设计时把服务、监控等功能实现于一个手持终端中，所以给应用带来极 大的方便。 2 1 设计需求资源分析 作为一个自助式手持餐饮系统终端，需要的硬件平台必然要能够方便携 带，除了能够支持视频监控设备外同时本身也要具有较强的核心处理性能， 以便成为真正的便携设备。在软件上来说，自助式手持餐饮终端，必然要提 供良好的人机界面接口，以方便用餐者操作，因此要采用图形化界面开发工 具，还需要嵌入式操作系统的支持。 总的来说，本设计需要以下一些软硬件资源： 1 ) 支持无线上网功能： 2 ) 具有屏幕输入和显示功能； 3 ) 支持嵌入式操作系统； 4 ) 支持图形化界面。 根据以上一些要求，本系统选用北京博创兴业科技有限公司的 u p - t e c h p x a 2 7 0 嵌入式开发平台来进行设计，它体积小，比较类似于手持式 便携设备，当然做成产品时可再对其硬件资源进行裁减，可以做到更小，成 为真正的自助式餐饮终端设备。该平台的核心工作频率为5 2 3 姗i z ，拥有6 4 m 内存和8 0 mf l a s h 存储器，具有良好的图形处理性能，支持c f 卡无线上网， 还具有液晶触摸显示屏。同时，它能够支持嵌入式l i n u x 操作系统，从成本 上来考虑，选择开源的嵌入式l i n u x 操作系统，也可以使得产品具有更高的 西南交通大学硕士研究生学位论文第5 页 性价比，它可以支持q t e m b e d d e d 图形库，支持用q t 编写的图形界面程序。 因此，该平台能够满足自助式手持餐饮终端的所有资源需求，是较理想的一 个选择。 2 2 自助式餐饮终端整体体系结构设计 自助式餐饮体系采用无线网络通信方式，传统的自助式餐饮体系结构图 如图2 一l 所示。图中可以看到，整个体系包括服务器、无线网络和嵌入式手 持终端构成。 手持餐饮终端设备上配备有无线网络芯片，通过它与无线网络接入点通 信。无线网络接入点是无线网络的核心，它是移动用户进入有线以太骨干网 的接入点。无线网络接入点主要包括天线和接入点本体。天线可以简便地安 装在天花板或墙壁上等建筑内的隐蔽处，它在开放空间最大有效覆盖范围可 达5 0 米，并把不同的用餐区域连接起来。这样，在餐厅的各个区域都可以通 过手持终端连接到数据库服务器端。 图2 - 1 传统的自助式餐饮结构功能图 但是传统的自助式餐饮体系存在着一些缺陷，如图2 - i 所示那样当顾客 选定菜品后仍需要服务人员把点菜单传至厨房，在用餐繁忙时段可能会产生 人为的串单现象。并且由于一些顾客比较挑剔，对于厨房的卫生情况和菜品 西南交通大学硕士研究生学位论文第6 页 的制作过程不放心。所以针对以上几点我们对传统的自助式餐饮系统作了如 下的改进： 1 整个自助式餐饮体系由以前的以数据库为核心转变为以手持终端为核心， 使所有的功能都通过终端来实现，真正实现自助式手持餐饮的特点：功能齐 全又方便简单。 2 利用手持终端作为客户选定菜单的服务器，使厨师通过网络看到用餐者的 菜单，从而避免了跑单所引起的错误，并节省了跑单时间，提高了效率。 3 在厨房或者任意需要的地方设置摄像头，手持终端通过无线网络可以对这 些地方进行实时监控。 改进后的自助式餐饮体系如图2 - 2 所示： 图2 - 2 改进的自助式餐饮体系结构图 2 3 自助式手持餐饮终端软件结构设计 端 自助式手持餐饮终端的实现至少需要以下几个功能：服务器端的餐饮数 据库实现功能；手持终端的w e b 服务器的实现；视频监控服务器端的视频监 控功能实现。其系统软件结构如图2 - 3 所示： 西南交通大学硕士研究生学位论文第7 页 q t 图形界面 圈圉圆 圈圉国 l m u x 曩i f f 承现 p c m c i a 驱动 自助式手持餐饮终端硬件 圈囤围黯? w i n d o w s 操作系统 数据库服务器端硬件 囊圉：孟赢器一 l i n u x 操作系统 视频服务器端硬件 图2 - 3 自助式手持餐饮终端软件结构图 每一种模块功能又包括许多子功能： 1 自助式手持餐饮终端通过浏览器可以实现菜品浏览功能( 可以看到中英文 的菜品名称、菜品照片、菜品价格、菜品用料及制作过程介绍) 、菜品分类查 询功能、用户点菜功能、菜单修改及确认功能。同时能通过浏览器进行实时 监控功能。 2 自助式手持餐饮终端自身能实现w e b 服务功能。 3 数据库服务器端可以实现对菜品的添加、修改和删除功能；外卖订单管理 功能和用户帐单打印功能。 4 视频监控服务器主要实现了视频监控服务功能。 西南交通大学硕士研究生学位论文第8 页 第3 章自助式手持餐饮终端软硬件环境的建立 根据自助式手持餐饮终端的软硬件资源需求分析，本系统采用以i n t e l x s c a l ep x a 2 7 0 嵌入式微处理器为核心的硬件开发板平台，及嵌入式l i n u x 操作系统和q f f e m b e d d e d 图形库、q t o p i a 桌面环境管理系统组成的软件开发 平台。下面为这些开发平台条件的搭建和准备逐一做介绍，没有这些基础平 台的准备，自助式手持餐饮终端就如空中楼阁，将无法实现。 3 1 硬件环境 本系统的硬件实现平台是北京博创兴业科技有限公司的 u p - t c c i l p x a 2 7 0 教学开发平台，它具有丰富的硬件资源，可以满足自助式手 持餐饮终端的设计需要。u p - t e c h p x a 2 7 0 开发板由处理器核心板、主板及l c d 三部份组成，其核心板及主板部分实物如图3 - 1 所示。 图3 - 1u p - t e c h p x a 2 7 0 开发平台核心板实物图 该开发平台具有较高的处理器性能，支持多媒体数据优化处理，具有c f 无线网卡接口，另外具有8 寸液晶触摸屏显示，同时可以接受屏幕反馈，还 支持嵌入式l i n u x 和q t e m b e d d e d 嵌入式图形界面，是实现自助式手持餐饮 西南交通大学硕士研究生学位论文第9 页 终端的理想平台。 除了核心开发板平台和l c d 液晶及触摸屏外，本终端还需要无线上网设 备的支持，根据该开发平台的接口资源，无线上网设备为e a g l e t e c ( 鹰泰) 8 0 2 1 l b 无线c f 网卡，工作时最大可达1 i m b p s 的速率。e a g l e t e c 无线网卡 及p c m c i a 转接卡图片如图3 2 所示。 图3 - 2c f 无线网卡及p c m c i a 转接卡图片 3 2 软件开发平台的建立 3 2 1 嵌入式u n u x 操作系统的定制 开发板上软件运行平台的搭建，首先要根据对所需要硬件资源的支持定 制嵌入式l i n u x 内核。本系统使用开发板自带l i n u x - 2 6 9 版本的内核，因为 厂商已打过相关处理器芯片补丁，所以只需根据相关软硬件资源需求进行定 制即可。本设计需要定制支持的硬件l c d 液晶及触摸屏、无线网卡，在软 图3 - 3p x a 2 7 0 开发板嵌入式l i n u x - 2 6 9 内核配置选项 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 0 页 件方面需要l i n u x 操作系统以及q t 桌面环境的建立。解压嵌入式l i n u x 内核 源码u p - t c c h p x a 2 7 0 - l i n u x 2 6 9 2 0 0 5 1 2 1 3 t a r b z 2 ，进入解压后的目录 l i n u x - 2 6 9 ，执行m a k cm e n u c o n f i g 进行配置，出现如图3 - 3 定制选项列表。 确保如下几项配置被选中： 1 ) p x a 2 7 0 微处理器及开发平台支持。 2 ) 无线网卡支持，鹰泰无线网卡采用h e r m e s 核心芯片。 其他选项均可以按默认配置。 然后执行m a k e 命令，将使用预先在开发主机上安装好的交叉编译工具 a r m - l i n u x g e e 编译在当前目录下生成新的内核v m l i n u x ，将其烧入p x a 2 7 0 开 发平台中，文件系统可以使用开发平台自带系统。 3 2 2q t e m b e d d e d 及q t o p l a 桌面环境的建立 q t e m b e d d e d 是q t 图形化程序开发工具的嵌入式版本，是一个完整的自 包含g u i 和基于l i n u x 的嵌入式平台的开发工具，可以设计出友好的用户界 面，同时也封装了对底层接口如套接字等的操作，使得程序设计更加方便快 捷简单。q t 本身是一个完整的多平台c + + 图形应用程序开发框架，是完全面 向对象的，很容易扩展，并且允许真正地组件编程。它包含一个类库和用于 跨平台开发及国际化的工具。q ta p i 在所有支持的平台上都是相同的，q t 工 具在这些平台上的使用方式也是一致的，因而q t 应用的开发和部署与平台无 关。因此，使用q t 开发的程序具有平台无关性。 q t e m b e d d e d 平台的搭建需要以下几步： 1 解压所需要的软件源码包如t m a k e 、q t 2 3 2 、o t e m b e d d e d2 3 1 0 ，并设 置它们相应的环境变量。 2 配置编译q t e m b e d d e d 。先编译q t 2 3 2 ，利用其生成的u i c 工具再对 o t e m b e d d e d 进行编译。 在编译时，除了设置t m a k e 工具的t m a k e p a t h 环境变量为支持a f n l 工作 目录外，在对q t e m b e d d e d 进行配置时，还要指定一s y s t e m - j p e g 参数加入j p e g 库支持，- t b r e a d 加入多线程库支持，- x p l a t f o r m 指定目标平台为踟平台。 然后交叉编译q t o p i a 桌面环境，编译后生成的结果，包括o t e m b e d d e d 图形 库，都将被自动放入s q p e i m a g e o p t o t o p i a 中，将该目录打包并将其下载 到目标机，并解压，q t o p i a 桌面环境即搭建完成。q t o p i a 桌面环境运行后的 界面如图3 - 4 所示。 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 1 页 图3 - 4q t o p i a 桌面环境界面 3 2 3 嵌入式k o n q u e r o r 浏览器的分析 嵌入式测览器是支持互联网的嵌入式系统中的重要组成部分。与普通测 览器相比，嵌入式浏览器应该具有代码少，运行空间小，与操作系统紧密结 合，需要针对嵌入式系统定制开发等特点。嵌入式浏览器的作用就是在网页 中利用c g i ( c o m m o n g a t e w a yi n t e r f a c e ：公用网关接口) 来调用其他可执行 程序。这样控制页面可以做的很美观，而且可扩展性好。 k o n q u e r o r e m b e d d e d 是针对嵌入式l i n u x ，由著名的桌面操作环境k d e 下的浏览器k o n q u e r o r 派生出来的。k o n q u e r o r e m b e d d e d 将k o n q u e r o r 中关于 k h t m l ，s s l ( s e c u r i t ys o c k e tl a y e r ：安全套接层) ，j a v a s c r i p t 等内容继承 下来，同时简化了k o n q u e r o r 中很多类的定义，剔除了原来k d e l i b 部分，以 适应在不同的嵌入式平台下能够成功移植和运行。k o n q u e r o r e m b e d d e d 完整 地支持h t m l 4 ( h y p e r t e x tm a r k u pl a n g u a g e ：超文本链接标示语言) 和c s s l ( c a s c a d i n g s t y l e s h e e t s ：层叠样式表单) ，部分支持c s s 2 、j a v a s c r i p t ( e c m a s c r i p t2 6 2 ) 、c o o k i e s 、s s l 、i p v 6 ：支持和管理兼容的x b e l 的书签， 并且能够很好地支持中文网页浏览。而且还可以将k o n q u e r o r e m b e d d e d 作为 一个p p p d i a l e r 或文件管理器来使用。 k o n q u e r o r e 是由底层网络连接，图形化用户界面和处理h t m l 绘制的 引擎- - k h t m l 构成的。底层的通信协议实现是基于k i o s l a v e 机制来实现的： 西南交通大学硕士研究生学位论文第12 页 g u i 界面采用i q , a m 组建技术和q t 的基本构件：而作为k o n q u e r o r e 的核心 - - k h t m l 则运用了文档对象模型( d o m ) 所提供的a p i 接口，并在d o m 树上挂接j a v a s c d p t 引擎，c s s 解析器以及渲染引擎。k o n q u e r o r e 的层次结 构如图3 5 所示。 ( 1 ) k p a m 及0 1 构件实现g u i 在k d e 中，部件被称为p a r t ，这和m s 中的o l e 组件是一个概念。一 个p a r t 通常包含三个部分：一个窗口、功能、以及使用该功能的用户接口。 应用在浏览器项目中，p a r t 包含了多个窗口( 一个页面对应于一个p a r t ，而一 个页面有可能包含多个窗口) ，p a r t 提供的功能包括：页内、页间的跳转、重 定向、窗口的创建和删除、用户的输入处理、剪切、粘贴等，同时为使用这 些功能提供了菜单、工具条、状态条等用户接口。其他的应用程序可以使用 该p a r t 把浏览器窗口嵌入自己的应用中。 为了方便地实现将现有应用作为一个控件插入到另外一个应用中去，采 用了p a r t 对象负责管理整个应用和窗口。对于每个窗口又采取了类 似m i c r o s o f tm f c 中的d o c - v i e w 结构。因此在将应用嵌入到另外一个应用中 的时候，只需要获得p a r t 中的接口和数据即可。对窗口的一切操作的响应由 被嵌入应用的p a r t 对象来完成，而类d o c - v i e w 结构只简单的负责显示和保存 显示数据。 ( 2 )执行d o m 模块 d o m 模块对经过解析的标记进行文法检查，并把属性看作节点，按照标 记的语义包含关系以及先后顺序组织成d o m 树。它给h t m l 文档定义了一 个与平台无关的程序接口。使用该接口可以控制文档的内容、接口和样式。 在执行d o m 模块的过程中，浏览器将所有从语法语义解析模块中获得的标 记和属性按照一定的层次结构组织成d o m 树。完成构筑d o m 树的功能后， d o m 模块会同时标记和属性以对象的形式传给绑定模块和脚本引擎模块。 ( 3 )执行i o 模块 浏览器加载有关的加 文件，对m ，等协议进行解析。语法语义解析 模块的解析功能分为两部分：一是对接收到的字节流进行分词，解析为关键 字；二是调用解析器检验关键字是否合法，若是合法的关键字，则按照规则 插入到d o m 树中。 h t m l 的标记( t a g ) 和属性( a t t r i b u t e ) 统称为h t m l 的关键字。基本 上所有h t m l 4 0 规范的标记都在此功能模块中获得支持。从i o 模块中接 收字节流并进行分词，输出标记；再对标记进行判断，如果是h t m l 规范中 西南交通大学硕士研究生学位论文第13 页 合法的标记，则把标记看作一个节点，并组织成一棵语法树。对属性标记的 解析首先在标记处理类中执行，如果解析不成功，则交给基类的属性解析器 进行解析。 k p a r t s 组件基于q t 构件实现g u i 界面 彳卜 d o m 2 接口解析、构建d o m 树、捧舨和渲染 彳卜 l o s l a v e 实现h t n i l 或1 1 m 协议 彳卜 t c e i r 协议族，l l m t x 内核实现 彳卜彳卜 i冈卡驱动n p 协议 l 彳卜彳卜 1 网卡调制解调器 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 4 页 第4 章手持餐饮终端与数据库服务器的无线通信 4 1 概论 2 0 世纪9 0 年代，无线通信技术与计算机网络相结合产生了无线局域网 ( w i r e l e s sl o c a la r e an e t w o r k ，w l a n ) 技术。w l a n 是指采用无线介质传 输的计算机局域网，采用的标准是i e e e8 0 2 1 1 系列。l l a n 可以为移动或半 移动的用户提供高效、优质、低成本的宽带接入服务。 无线局域网( w l a n ) 是相当方便的数据传输系统，是取代双绞线的无线 局域网络，w l a n 的传输方式包括w l a n 采用的传输媒介、选择的频段及调制 方式。无线网络具有通信可靠、成本低、灵活性、可移动性和高吞吐量等特 点。就目前而言，无线局域网的标准大致有三个，即e t s i 提出了h i p e r l a n 的无线局域网协议族；i e e e 组织提出的8 0 2 1 1 系列的无线局域网协议族：以 及h o m e r f 提出的与前面两者相兼容的标准。本文采用8 0 2 1 l b 无线局域网 协议。 作为一项得到广泛应用的无线技术，i e e e8 0 2 1 l b 定义了先进的网络拓 扑，不仅提供了在局域网范围内的移动终端的通信，还能提供超出局域网范 围的设备之间的通信，使得设备可以在不同范围内的w l a n 之间漫游，以及 和有线网络设备之间的通信。 本章重点描述了手持餐饮终端通过无线局域网实现与数据库服务器的通 信。 4 2 无线网卡的驱动分析和设计 4 2 1p c m c i a 系统结构 p c m c i a ( p e r s o n a lc o m p u t e rm e m o r yc a r di n t e r n a t i o n a la s s o c i a t i o n ， 个人计算机存储卡国际协会) 。该协会成立于1 9 8 9 年，主要为采用p c m c i a 接 口的设备制定规范标准。采用p c m c i a 接口的扩展卡，我们一般称为p c 卡。 l i n u x 操作系统中有个p c m c i re s 子系统。它由三层结构构成，如图 4 - i 所示。最底层是“插口”驱动层( s o c k e td r i v e r ) ，第二层是p c 卡服务 层( c a r ds e r v i c e s ) ，最上层是p c 卡客户层( c a r dc l i e n t ) 。一个特殊的 西南交通大学硕士研究生学位论文第15 页 p c 卡客户叫做驱动服务( d r i v e rs e r v i c e s ) ，提供一个统一的接口给p c 卡 应用工具( c a r d m g r 、c a r d c t r l 等) 。每一层都通过标准a p i 接口为上层提供 服务。最上层的应用软件也是通过应用层a p i 函数实现对p cc a r d s 的读写操 作。 二二至二 删。咖 d r i v e r 图4 - 1p c m c i ac s 系统结构 s o c k e td r i v e r 是处理最底层硬件的软件层，通常是具体操作硬件的函 数集，提供对不同p c 3 c i a 控制器和不同系统平台的支持，从而屏蔽了p c m c i a 插槽和硬件资源配置的差异。使用不同p c m c i a 控制器的系统要有各自的 s o c k e td r i v e r 层软件，从而使p cc a r d 的驱动程序与p c m c i a 插槽无关。 c a r ds e r v i c e 是p c m c i a 系统中最大的一个组件，提供对于操作p cc a r d 和p cc a r ds t o c k e t 的标准a p i 。c a r ds e r v i c e 的实现采用客户机服务器 ( c l l e n t s e r v e r ) 结构，可同时对多个c a r dc l i e n t 提供服务。 c a r dc l i e n t 是使用c a r ds e r v i c e 提供的接口函数实现对于具体p c 卡 的驱动程序。c a r dc l i e n t 层中的d r i v e rs e r v i c e 模块还提供了一个接口给 用户模式的应用程序( c a r d m g r 、c a r d c t l ) 接口，用来记录、跟踪p c 卡的插 入取出，并且加载移去相应的c a r dc 1 i e n t 驱动程序。 由此可知，只有s o c k e td r i v e r 层是与硬件相关的。所以在不同平台之 间移植p c m c i a 系统的核心工作就是s o c k e td r i v e r 的实现。 西南交通大学硕士研究生学位论文第16 页 4 2 2s o c k e td r i v e r 的实现 根据p c 眦i a 标准，s o c k e td r i v e r 层是通过a p i 函数为c a r ds e r v i c e 提供服务的，编写s o c k e td r i v e r 层驱动也就是实现这些操作硬件的函数。 能够为p c m c i a 卡配置模拟的系统设备功能的s o c k e t 控制器才能为 s o c k e ts e r v i c e 提供有效的接口。这要求它能提供两个i o 函数和五个存储 窗口，这些窗口可以在主机的地址空间中独立配置同时映射到卡的地址空间。 一些控制器不能实现这一功能，这时，就需要s o c k e ts e r v i c e 提供有效对 c l i e n t 驱动模拟的s o c k e t 接口。定义s o c k e ts e r v i c e 和具体实现的接口数 据结构： 4 2 3p c m c i a 驱动的实现 由上面我们知道l i n u x 下的p c m c i a 驱动的实现从严格意义上讲就是利用 p c m c i a _ c s 系统所定义的数据结构，宏和函数来完成数据处理的功能。 1 p c m c i a 模块的注册与注销 由于采用了模块加载的方法，调用模块加载入口函数m o d u l e i n i t 以及 模块卸载入口函数m o d u l e _ e x i t 来完成对p c m c i a 设备的注册与注销。p c m c i a 设备的注册函数是i n i t _ p c c a r d _ c s ，注销函数是e x i t _ d c c a r d _ c s 。 注册函数中主要调用r e g i s t e r _ p c c a r d _ d r i v e r ，函数，该函数的功能是 西南交通大学硕士研究生学位论文第17 页 完成用户驱动程序与卡槽的绑定，若绑定成功则返回0 ，否则返回- - i 。其参 数分别是：设备的名称( d e v _ i n f o ) 、设备初始化连接函数( p c c a r d _ a t t a c h ) 和设备取消连接函数( p c c a r d _ d e t a c h ) 。 卸载的入口函数e x i t e sm y p c c a r d _ c s 中用到的主要函数有三个，分别是 u n r e g i s t e r _ p c c a r d _ d r i v e r ：取消用户驱动程序与卡槽的绑定，这是个系统 函数，其参数是d e vi n f o ，也就是卡的名称；p c c a r d _ r e l e a s e 是从系统里注 销p c m c i a 设备并且释放设备的配置空间；p c c a r d _ d e t a c h 从系统里删除驱动 程序的实例，也就是其所用过的数据结构等。 p c m c i a 设备驱动程序必须注册两个设备入口函数，分别是a t t a c h 和 d e t a c h 其中a t t a c h 函数完成对设备驱动程序的实例化并为它的数据结构分 配空间，而且会向卡服务程序( ( c a r ds e r v i c e s ) 注册这个驱动程序。d e t a c h 函数则向卡服务程序( c a r ds e r v i c e s ) 注销这个驱动程序，并且从系统里删除 这个驱动程序的实例，也就是其所用过的数据结构等等。 2 p c m c i a 设备的事件处理 p c m c i a 设备的热插拔是通过对卡槽的相应事件的监测而完成的，不论是 卡的插入还是拔出，或者是重启动以及挂起等，都会形成特定的事件掩码。 驱动程序通过系统调用获得这些事件掩码以后，通过相应的函数来完成这些 特定的事件。比方说卡的拔出事件被检测到以后，驱动会自动调用卡的拔出 函数来完成一系列的操作，来注销这块卡的相应结构。在卡的入口函数中我 们己经看到了事件函数的入口，是通过一个指向函数的指针来初始化事件函 数。 其函数的主体结构是一个c a s e 语句，通过检测事件掩码来跳转到不同的 事件处理函数，并且设置相应的状态位。 3 p c 眦i a 的配置处理函数 由于p c m c i a 卡插入卡槽以后，默认是存储卡，为了使它变成i 0 或者多 功能卡，就必须根据卡信息结构体( c i s ) 里面的内容对它进行配置。对它的配 置主要是通过调用卡服务程序里面提供的系统调用来完成。 卡信息结构体里面的结构分为三个部分即：卡信息结构体结构号、偏移 量以及具体的配置内容。卡服务程序里面提供了c i s t p l 函数集合来专门处理 卡信息结构体相关信息，驱动程序只需要调用这些函数集合来访问卡信息结 构体，并且利用卡服务程序的r e q u e s t c o n f i g u r a t i o n 函数功能来完成配置功 能。该函数的参数仍然是d e v _ l i n k _ _ t 结构。 4 p c m c i a 设备的操作 西南交通大学硕士研究生学位论文第18 贫 在l i n u x 操作系统中，所有的硬件设备都是作为一个特殊设备文件来使 用的，如c d r o m 在l i n u x 中对应的文件为d e v c d r o m ，要让应用程序使用 p c m c i a 设备，同样也必须建立与该设备对应的特殊设备文件。 驱动程序通过文件操作( f i l eo p e r a t i o n s ) 数据结构对该文件进行操作 ( 如o