数码相框的设计与实现硕士学位论文 精品Word格式文档下载.docx
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DalianMaritimeUniversity
Inpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeof
MasterofEngineering
By
HeWei
（ComputerScienceAndTechnology）
ThesisSupervisor:
ProfessorTengGuoku
June2009
大连海事大学学位论文原创性声明和使用授权说明
原创性声明
本人郑重声明：
本论文是在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果，撰写成博/硕士学位论文“数码相框的设计与实现”。
除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表或未公开发表的成果。
本声明的法律责任由本人承担。
学位论文作者签名：
学位论文版权使用授权书
本学位论文作者及指导教师完全了解大连海事大学有关保留、使用研究生学位论文的规定，即：
大连海事大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
本人授权大连海事大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。
同意将本学位论文收录到《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》（中国学术期刊（光盘版）电子杂志社）、《中国学位论文全文数据库》（中国科学技术信息研究所）等数据库中，并以电子出版物形式出版发行和提供信息服务。
保密的论文在解密后遵守此规定。
本学位论文属于：
保密□在年解密后适用本授权书。
不保密□（请在以上方框内打“√”）
论文作者签名：
导师签名：
日期：
年月日
中文摘要
学位论文原创性声明
所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名：
日期：
本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
日期：
导师签名：
日期：
摘要
数码相框（DigitalPhotoFrame）是展示数码照片而非纸质照片的相框。
随着数码相机的发展，数码相框也逐渐的发展起来，它比普通的相框灵活，更有动感。
它可以从SD卡或者其他的存储设备中获取相片，通过液晶屏显示出来，还可以方便的切换照片，使照片的浏览更加生动，作为装饰品可以使家庭的摆设更有创意和个性。
但由于价格还比较昂贵以及东西方文化的不同，在西方十分流行的数码相框，在中国还不是很普及，主要还是作为礼品相互赠送。
但随着价格的下降，宣传力度的加强，2009年数码相框市场有望进入快速发展的阶段。
本设计方案采用了IntelXscalePXA270处理器作为主控制器，WINCE5.0作为操作系统。
相片的存储设备使用SD卡，可以十分方便的把数码相机中的SD卡取下来并在数码相框上播放，图片的显示是通过WINCE5.0中的COM组件IImage实现的，该组件可以显示BMP、GIF、JPEG等多种格式的图片，对不同像素图片的支持也很灵活。
在本方案中，处理器功能强大并且接口十分丰富，再加上有WINDOWSCE操作系统作为应用程序与硬件的中间层，使得应用程序的开发比较简便，功能的扩充也十分方便，只是价格有些昂贵。
本方案的开发实现了顺序并循环的读取SD卡中的图片文件并在液晶屏上显示出来。
设计了6个按键，可以通过按键一张一张的显示图片，也可以经过一定的时间间隔自动的显示下一张图片。
还实现了从上向下扩展、从中间向四周扩展、同时显示4张等大小相同图片等动态显示效果。
可以在显示图片的同时播放背景音乐，还可以通过带蓝牙的手机向本数码相框传输图片，由USB蓝牙适配器接收图片。
关键词：
数码相框；
IImage组件；
SD卡；
USB蓝牙适配器
英文摘要
ABSTRACT
Digitalphotoframeisaphotoframethatdisplaysdigitalphotosratherthanpaperphotos.Withthedevelopmentofdigitalcameras,digitalphotoframealsodevelopedgradually.Itismoreflexibleandmoredynamicthanacommonframe.ItobtainsphotosfromtheSDcardorotherstoragedevicesanddisplaysphotosthroughLCD.Itisveryconvenienttoswitchphotos.Itismorevividtobrowserphotos.Asadecorationofhouse,itisverycreativeandpersonalized.However,becausepricesarestillalittlehigh,aswellasthedifferentculturesbetweeneastandwest,digitalphotoframeisverypopularintheWest,notinChina.ItismainlyusedasagiftinChina.However,withthedeclineofpriceandthestrengtheningofpublicity,themarketofdigitalphotoframein2009isexpectedtodeveloprapidly.
ThisdesignusesIntelXscalePXA270processorasthemaincontroller,WINCE5.0astheoperatingsystem,andSDcardasthestoragedevice.ItisveryconvenienttodisplayphotoswiththeSDcardinadigitalcamera.ThephotosaredisplayedthroughtheIImagewhichisacomponentinWINCE5.0.ThecomponentcandisplayBMPimages,GIFimages,JPEGimagesandsoon.Thesupportfordifferentpixelsofthepicturesisalsoveryflexible.Thisdesignhasaverypowerfulprocessorandenoughinterfaces.ItalsohastheoperatingsystemofWINCEasthemiddlelayerbetweentheapplicationandhardware.Itmakesthedevelopmentofapplicationsimplerandtheexpansionoffunctionsmoreconvenient.Butthepriceisalittlehigh.
ThisdesignimplementsthereadingofpicturefilesfromSDcardanddisplaysthepicturesonLCDscreen.Ithas6buttons.Youcandisplayapictureafteranotherautomaticallyorusingabutton,fromuptodownorfromcentertothesurrounding.Youcandisplay4samepictureswhichhavethesamesizeatthesametime.Youcandisplaypictureswithbackgroundmusic.YoucanalsosendapicturetothisdigitalphotoframewhichhasaUSBBluetoothAdapterthroughamobilephonewithBluetooth.
Keywords:
DigitalPhotoFrame;
IImageComponent;
SDCard;
USBBluetoothAdapter
第1章绪论……………………………………………………………………………1
1.1课题来源及研究意义………………………………………………………….1
1.2论文所做的工作及论文结构………………………………………………….1
1.2.1论文所做的工作………………………………………………………..1
1.2.2论文结构………………………………………………………………..2
1.3本章小结………………………………………………………………………2
第2章数码相框需求分析……………………………………………………………3
2.1数码相框方案背景及目的……………………………………………………3
2.2数码相框方案功能分析………………………………………………………4
2.2.1图片显示………………………………………………………………..4
2.2.2显示的动态效果………………………………………………………..4
2.2.3存储设备的支持………………………………………………………..4
2.2.4按键切换图片…………………………………………………………..4
2.2.5定时自动切换图片……………………………………………………..5
2.2.6背景音乐……….………………………………………………………5
2.2.7通过蓝牙传输图片……………………………………………………..5
2.3本章小结………………………………………………………………………5
第3章数码相框方案概要设计………………………………………………………6
3.1数码相框方案硬件平台……………………………………………………..6
3.2数码相框方案软件环境………………………………………………………9
3.2.1操作系统环境…………………………………………………………..9
3.2.2应用编程环境………………………………………………………….11
3.3数码相框方案总体设计……………………………………………………...13
3.3.1硬件设计……………………………………………………………….13
3.3.2软件设计……………………………………………………………….13
3.4本章小结………………………………………………………………………15
第4章数码相框方案具体实现……………………………………………………...16
4.1操作系统的定制……………………………………………………………...16
4.2
通过IImage显示图片……………………………………………………….20
4.2.1COM组件………………………………………………………………20
4.2.2IImage组件……………………………………………………………..22
4.2.3图片的全屏显示……………………………………………………….24
4.2.4图片的定时显示……………………………………………………….24
4.3图片的动态显示效果………………………………………………………...25
4.3.1从上向下扩展………………………………………………………….25
4.3.2从中心向四周扩展…………………………………………………….26
4.3.3显示4张等大小相同图片…………………………………………….28
4.4对SD卡的支持………………………………………………………………30
4.4.1SD卡的介绍……………………………………………………………30
4.4.2操作系统中对SD卡的响应…………………………………………..31
4.4.3读取SD卡中的图片文件……………………………………………..32
4.5对按键的支持………………………………………………………………...33
4.5.1对按键的响应………………………………………………………….33
4.5.2按键控制应用程序…………………………………………………….35
4.6背景音乐的实现……………………………………………………………...35
4.6.1DirectShow的特点……………………………………………………..35
4.6.2通过DirectShow实现音频播放………………………………………36
4.7通过蓝牙传输图片的实现…………………………………………………...37
4.7.1蓝牙的特点…………………………………………………………….37
4.7.2对蓝牙适配器的支持………………………………………………….39
4.7.3通过OBEX服务接收图片……………………………………………40
4.8本章小结……………………………………………………………………...42
第5章可扩展功能分析……………………………………………………………...43
5.1Wi-Fi无线上网功能…………………………………………………………..43
5.1.1Wi-Fi的概念……………………………………………………………43
5.1.2分析本方案如何实现Wi-Fi无线上网………………………………..44
5.2无线AP功能…………………………………………………………………45
5.2.1无线AP的概念………………………………………………………..45
5.2.2分析本方案如何实现无线AP………………………………………...46
5.3语音控制功能等……………………………………………………………...50
5.4本章小结……………………………………………………………………...53
第6章总结与展望…………………………………………………………………...54
参考文献……………………………………………………………………………….55
致谢…………………………………………………………………………………….57
研究生履历…………………………………………………………………………….58
第1章绪论
1.1课题来源及研究意义
数码相框最早出现在美国，是播放数码照片的新式相框。
由于消费者有强烈的愿望把自己的经历拍摄成影像并保存下来，因此数码相机在近些年飞速发展，解决了传统相机的局限性。
人们可以在PC中保存大量的数码照片。
但如何以更时尚、更美观、更生动的方式浏览和展示照片，数码相框的出现满足了这一需求。
目前在中国，数码相框并没有被人们广泛熟知，一方面是由于很多中国人并没有在家里或者是办公室摆放家人照片的习惯，另一方面也是由于数码相框价格还比较昂贵，并且功能没有太多创新。
但数码相框具有十分刚性的用户需求，再加上生产数码相框并没有太高的技术要求，未来的市场和产业一定会十分壮大。
当前由于液晶屏的价格相对稳定，占生产成本的60%[1]，使数码相框的价格也很难大幅下降，因此外观的时尚和功能上的创意就格外重要，高端的产品将会是未来的市场主流。
本数码相框方案正是定位在多功能并且可快速开发的角度上，采用了高性能、低功耗的IntelXscalePXA270处理器。
它有十分丰富的接口，可以很方便的实现多种应用的开发，再结合WINCE5.0操作系统，使得对硬件的大量操作由操作系统来完成，应用程序的开发更加方便和快速，可以使产品更加快速的推向市场。
根据市场的反映，再进行产品的调整，进而可以实现产品的客制化，使消费者选择想要的功能和外观，实现生产的精细化，大大的提高了生产效率。
1.2论文所做的工作及论文结构
1.2.1论文所做的工作
1）方案设计
本数码相框主控制器选择IntelXsalePXA270，WICNE5.0作为操作系统，使用SD卡作为图片的存储设备，通过取出数码相机中的SD卡并插入数码相框的SD卡的插槽即可播放图片，实现图片从上向下展开、从中央向四周展开，同时显示4幅等大小相同图片等动态效果，定时显示下一幅图片或者按键显示下一幅图片。
还实现通过带蓝牙功能的手机向数码相框发送图片，接收并显示此图片以及背景音乐的播放。
一共设计了6个按键，功能分别是循环显示下一张图片、开启和关闭定时显示图片、调整定时间隔、播放背景音乐、切换背景音乐，通过动态效果显示图片。
2）具体实现
首先搭建开发平台，本方案的硬件平台使用了基于PXA270处理器的嵌入式开发平台并选择了1GB的SD卡、USB蓝牙适配器以及U盘，由于使用交叉编译的方式，在连接好PC机与开发板之间的线路后，先将bootloader烧写进开发板，然后将通过PlatformBuilder5.0定制好的WINCE内核nk.bin烧写进开发板，然后便启动WICNE操作系统。
接着就使用EVC来开发应用程序，在应用程序中实现对SD卡插入的响应，从SD卡中顺序的读取图片文件并通过WINCE5.0中的COM组件IImage显示图片。
对按键的支持是通过将按键的物理地址映射到内存空间中，然后判断是哪个键按下并实现相应的动作。
音频的播放是通过DirectShow实现的，还可以进一步实现视频的播放。
通过蓝牙传输图片需要在WICNDOWCE内核中加载对USB蓝牙适配器的驱动。
1.2.2论文结构
本论文共6章
第1章——绪论。
对论文的课题来源，研究意义以及所做的工作进行介绍。
第2章——数码相框需求分析。
介绍了数码相框方案的背景及目的并且对数码相框方案要实现的功能进行了分析。
第3章——数码相框方案概要设计。
介绍了数码相框方案的硬件平台，软件环境（包括操作系统环境和应用编程环境）以及方案的总体设计。
第4章——数码相框方案的具体实现。
介绍了操作系统的订制、如何显示图片、图片显示的动态效果、对SD卡和按键的支持、音频的播放、通过蓝牙传输图片。
第5章——可扩展功能分析。
对本方案可以扩展的功能进行分析。
第6章——总结与展望。
对本文工作进行总结并对方案的发展进行展望。
1.3本章小结
本章主要介绍了论文的课题来源及研究意义，论文所做的工作和论文结构。
第2章数码相框需求分析
2.1数码相框方案背景及目的
数码相框是随着数码摄像和数字显示技术的进步而发展起来的一种用于显示存储在数字媒体中的数码影像信息的终端设备。
传统的相框一般是用木头，玻璃或者有机玻璃制作的，有的可以更换照片，但随着数码相机的流行，拍照手机的问世，人们获得影像的能力大大提高，如何存储和分享大量的照片便成了问题。
用传统的相册和相框来保存和浏览照片显得很麻烦，于是数码相框应运而生。
目前中国的数码相框市场很小而且渗透率低，但高增长率仍然显示出它的强劲的发展态势。
不断增长的用户需求、越来越多的厂商参与竞争以及功能的推陈出新是中国数码相框市场的主要推动力。
未来数码相框的应用将是多元化，而多元化中网络应用最为重要[2]。
2007年数码相框产品的全球销量是1000万台[3]。
中国数码相框的出货量将会在2009年超过100万台，其市场转折点将会出现在2010年,2011达到404.4万台[4][5]。
目前我国内地已经有一些城市开展了无线城市的建设，众多的嵌入式设备将实现互联，随着终端和服务走向融合，这种业务模式将使消费者十分方便的使用产品所附加的网络服务，如图片的网络更新以及异地好友共享等。
本数码相框方案正是基于未来产品多元化，不断变化的应用需求而设计的。
高性能的处理器，丰富的外设接口使得功能扩展十分方便，再加上WINDOWCE操作系统的支持，使得多线程应用程序，网络应用程序的开发更加自如，对各种外围设备有比较完善的驱动，可以更快速的实现功能扩展。
未来数码相框有可能成为家庭中除了电视机，电脑之外的新的信息平台，本方案迎合了这种趋势，尽管价格有些昂贵。
目前市场上的数码相框鱼目混珠，良莠不齐，选购一款称心如意的产品首先要关注屏幕的显示性能，如亮度是否可以调整，可视角度有多大，宽高比是多少。
还有数码相框所支持的存储设备，可以播放的图片文件格式，是否具有背景音乐，视频播放等功能，以及是否具有蓝牙，Wi-Fi等联网功能。
相信数码相框这种时尚的电子消费品一定会逐渐的被大众所接受，产生越来越多的有趣的创意，使人们的生活更加丰富多彩。
2.2数码相框方案功能分析
2.2.1图片显示
图片显示是数码相框最基本的功能。
现在低端的数码相框就仅仅提供了图片显示的功能。
数码相框最核心的卖点就是数码照片的展现。
本数码相框并没有设计菜单，而是插入SD存储卡后直接顺序的播放图片，并且图片为全屏显示。
对图片的文件格式也有广泛的支持，如BMP格式，JPEG格式，GIF格式等。
对不同像素的图片也有很好的支持，使得对不同的数码相机拍摄的图片都有很好的显示效果。
对图片没有过多的限制使得本方案更容易被消费者所接收。
2.2.2显示的动态效果
数码相框区别于普通相框的一个很重要的特点就是可以更加生动的显示图片，成为家庭装饰的一个亮点，如果只是静态的显示图片，就显得十分单调，没有动感。
本方案实现了从上向下展开图片，从中央向四周展
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