智能家居架构分析.ppt

基于Android的智能家居 项目背景 什么是Android Android一词的本义指 机器人 同时也是Google于2007年11月5日宣布的基于Linux平台的开源手机操作系统的名称 该平台由操作系统 中间件 用户界面和应用软件组成 号称是首个为移动终端打造的真正开放和完整的移动软件 平台优势 挣脱运营商束缚 Google应用 丰富的硬件 无限制的开发 开放性 发展趋势 目前 Android智能手机正处于快速增长期 2011年7月末 Android智能手机在国内的占有率达到34 8 在半年之内超过了iPhone手机 仅次于Symbian智能手机 2011 7各类操作系统智能手机中国占有率 价格优势 系统概述 两大模块 智能家居 M0 A8 智能居 平台测试 A8 智能家居 设计思想 房间温度 房间湿度 房间光照 房间电压 房间防盗 来宾登记 温度控制 风扇模拟 光照控制 LED模拟 报警控制 蜂鸣器模拟 A8 M0 个人职责 个人职责 Android架构 层次接口表 流程图 1 1 初始化加载JNI的库 流程图 2 2 JNI层实现对App层的方法 流程图 3 3 HAL层实现对JNI层的函数接口 流程图 4 4 HAL层调用驱动层的函数接口 App framework层 在Android应用层中的程序或组件都是用Java语言开发的 这些Java代码编译后变成Dex格式的字节码 由Dalvik虚拟机执行 在执行过程中需要调用本地库时 由虚拟机载入这些本地库 然后让Java函数调用库中的函数 虚拟机相当于一座桥梁 让Java与本地库能够透过标准的JNI界面互相沟通 应用程序在虚拟机里执行 通过函数System loadLibrary 通知虚拟机载入指定的库 例如在Java代码中包含代码如 System loadLibrary libuart runtime so 虚拟机就会在Android文件系统的 system lib 目录中查找llibuart runtime so库文件 虚拟机载入libuart runtime so后 Java代码就可以与库文件结合起来一起执行 framework入口 JNI层 当第一次加载此库时 调用此函数注册本地方法 jintJNI OnLoad JavaVM vm void reserved JNIEnv env NULL jintresult 1 LOGI JNI OnLoad if vm GetEnv void JNI OnLoad 函数完成 1 把虚拟机环境信息保存到本地库的一个结构体 JNIEnv 的实例中 2 建立一个应用层中的UART控制服务与本地库的JNI函数表 3 返回虚拟机本地库使用的JNI版本 JNI入口 HAL Stub HALstub是一种代理人 proxy 的概念 stub虽然仍是以 so的形式存在 但HAL已经将 so档隐藏起来了 Stub向HAL提供操作函数 operations 而runtime则是向HAL取得特定模块 stub 的operations 再callback这些操作函数 这种以indirectfunctioncall的架构 让HALstub变成是一种包含关系 即HAL里包含了许许多多的stub 代理人 Runtime只要说明类型 即moduleID 就可以取得操作函数 对于目前的HAL 可以认为Android定义了HAL层结构框架 通过几个接口访问硬件从而统一了调用方式 HAL层 conststructuart module tHAL MODULE INFO SYM common tag HARDWARE MODULE TAGversion major 1 version minor 0 id UART HARDWARE MODULE ID 模块ID 上层的Service通过这个ID应用当前Stubname uartHALmodule author farsight methods uart module methods 入口函数管理结构体 HAL MODULE INFO SYM变量是andriodHAL模块通用的入口地址 且必须为这个名字 这样编译器才会将这个结构体的导出符号变为 HMI 这样这个结构体才能在使用库时被dlsym函数找到 进而返回给hw get module函数 HAL入口 权限的问题 由于Android应用程序无权限操作底层设备 如打开 读写等 而我们需要通过读写USB转成的串口的设备节点ttyUSB0 来读写Zigbee模块 所以我们需要修改设备权限为777最高权限 一种简单的方法是在system core rootdir下的uevent rc脚本里加入 dev ttyUSB00777rootroot即可 但是我们2 1版本里无此脚本 最初想法是在init rc脚本里添加chmod0777 dev ttyUSB0来修改 但是这样有一个致命的缺陷 即Zigbee模块必须在开机前就已连接在板上 若是开机时未识别到 还需把掉再插一次 但脚本已经执行过了 所以放弃此方法 我们采取的方法 1 通过给APK签名 赋予应用程序system的权限 2 在init rc中注册servicechmod4uart 去执行chmod4uart sh3 编写chmod4uart sh 通过setpropctl startchmod4uart获得root权限