发布时间：2023-03-15 15:02:35
序言：写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁，我们为您精选了8篇的系统设计论文样本，期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发，请尽情阅读。
机械臂的模型仿真采用MatLab平台下的RoboticsToolbox工具箱，从而可以很方便地对机械臂运动学的理论进行学习和验证。工具箱内部包含了很多机械臂运动学方面的功能函数，如机械臂的坐标变换及机械臂正逆运动等。通过调用Link和Robot两个功能函数，利用Denavit－Hartenberg参数表来描述机械臂各个连杆间的位移关系，可以在三维空间为机械臂的每一个连杆建立一个坐标系或相对于机械臂底座的相对坐标系，进而确定每一个杆件的位置和方向。在建立多个运动坐标的时候，为了方便，一般建立一张关节和连杆参数的D－H参数表。根据图4所示的结构模型建立的参数如表1所示。利用表1建立的D－H参数表来进行机械臂数学模型的运动仿真，在Matlab中将6个关节初始角度按照表1设置为θ1=90°、θ2=0°、θ3=0°、θ4=－90°、θ5=90°、θ6=0°。通过调节工具箱中每个自由度对应的活动范围可以实现机械臂任一关节的位姿运动。
2机械臂控制系统硬件实现
采摘机械臂要实现其特定的动作离不开控制系统的支持，其控制系统主要由AVR主控板和舵机控制扩展板组成，此外还有一些辅助的硬件模块。例如，使其系统稳定工作的开关电源模块、调整工作姿态的键盘模块、实现人机对话的显示模块和语音播报模块。同时，为了实现在上位机上的监控，设计了基于MAX232的串行通信接口。
3机械臂控制系统软件实现
机械臂控制系统软件主要由主控板控制程序和上位机监控程序两部分组成。采摘机械臂主程序流程如图8所示。整个程序主要是通过键盘模块上按键的控制来切换操作模式，也可以在上位机设计的监控软件中来进行模式的选择判断。主程序主要由单自由度功能模式、多自由度功能模式、轨迹规划功能模式这3种工作模式组成，通过这3种工作模式，可以完整的展示采摘机械臂的整体自由度配合情况。为了在上位机上实现对机械臂的监控，借助于Labview软件设计了机械臂上位机控制系统。Labview使用的是图形化编辑语言G编写程序，产生的程序是框图的形式［6］。根据需求选择合适的控件并进行合理的布局，就可以构建一个美观的仪器仪表界面。设计的控制界面如图9所示，该界面包含有六个舵机的数据监控转盘、串口通讯设置、速度调节滑块、按键模块。通过RS232通信协议该监控软件可以实时的实现对六个自由度转角和方向的控制，其中舵机转盘上的数值代表脉宽值，其可调整的范围为500～2500μs，代表舵机相应的角度为0°～180°。在上位机上的控制信号发送给AVR主控制板，主控制板对接收到的上位机数据进行分析处理，将需要的运动形式及参数发送给舵机控制板，各个舵机根据接收到的控制数据进行相应的动作响应。
4结语
1.1飞控计算机
电传飞机控制系统的核心应用技术是飞控计算机，通过飞控计算机的数据分析和程序预设，最终实现飞机的自动化控制盒管理。结合本型号飞机的实际情况，工作人员在进行系统设计时进行了多种方案的甄选，最终确定将飞控计算机与伺服控制回路综合在一起，采用3×2余度配置，本系统需要三台计算机进行系统的连接，因为进行了大胆的技术尝试，同时又结合了国内外最先进的飞机控制技术，所以这套设计方案是比较科学相对合理的，具有可操作性。每台计算机有两个通道：工作通道：根据输入信号计算机控制面偏转指令，并且驱动相应的控制面；包括CPU模块、输入输出控制模块、总线模块、伺服回路模块与电源模块等。监控通道：用于检测计算机指令的正确性；包括CPU模块、输入输出控制模块、总线模块与电源模块等。
1.2作动器
升降舵、副翼和方向舵均采用电液伺服作动器，电液伺服作动器具有故障监控功能和旁通功能，在故障失效后自动转入旁通功能，不影响其它作动器工作。单个舵面所有电液伺服作动器均失效后，转入旁通功能，保持一定的阻尼，该舵面处于阻尼浮动状态。2.2.1升降舵作动器每个升降舵面采用2台台电液伺服作动器并联安装，同步工作，具有力均衡功能。每台电液伺服作动器具有单独控制单个升降舵面的能力，左右两个升降舵面共采用4个电液伺服作动器，需3套液压系统提供动力，升降舵作动器接受飞控计算机指令，控制升降舵偏转。2.2.2副翼作动器每个副翼采用2台电液伺服作动器并联安装，同步工作，具有力均衡功能。每台电液伺服作动器具有单独控制单个副翼的能力，左右两个副翼共采用4个电液伺服作动器，需3套液压系统提供动力，副翼作动器接受飞控计算机指令，控制副翼偏转。2.2.3方向舵作动器在方向舵上并联安装3台电传控制的电液伺服作动器，同步工作，具有力均衡功能。方向舵作动器接受飞控计算机指令，控制方向舵偏转，实现对飞机航向控制，需3套液压系统提供动力。
1.3传感分系统
传感器分系统负责所有的数据传输和接收，是整个系统的关键组成部分。一方面需要及时接收信息，另一方面还要对接收到的信息进行筛选和分类，最终利用具有关联性的安全信息，具体包括驾驶员指令传感器、飞行运动传感器和大气数据传感器三个部分。驾驶员指令传感器顾名思义，就是将操作人员的操作数据和操作动作，以数据的形式传输给计算机装置；飞机运动传感器将飞机在运动过程中的所有动态数据进行敏感处理和数据传送；所有的数据最终通过大气数据传感器统一进行汇总和分析。需要进行强调的是，为了保证飞机运行的安全和信号的稳定，以上三种数据传输工作不能应用飞机上的航电总线，需要安装独立的信号传输线。确保所有数据的可靠性。
1.4控制显示分系统
控制显示系统是操作人员进行飞机控制的主要参考数据来源，操作人员需要根据显示的数据采用相应的操作程序。显示的信息量大，信息复杂，主要包括几下几种重要的数据：（1）人工进行系统控制的程序指示数据，主要包括提醒操作人员进行系统切换的信息和操作人员进行不同模式转换的信息等；（2）系统运行的安全性显示。包括系统常规运行下的各项数据，以及系统运行出现故障时发出的警示信息以及相应应急自动处理信息；（3）系统定期检测和维护的信息。电传控制系统需要定期进行维护和保养，显示系统会根据设定好的程序提醒操作人员进行相应的操作和管理。
2控制律设计概略
电传飞行控制系统实现了驾驶员操纵指令（杆位移或杆力）与飞机运动参量响应相对应的控制，从而使飞行控制“目标”由原机械操纵系统的舵面偏角操纵，变成了对飞机响应的控制。作为某型飞机电传飞行系统控制模态包括基本模态和自动飞行控制模态。基本模态包括主控制模态、独立备份模态及主动控制功能；其中主控制模态与独立备份模态是系统必须具备的两个基本控制模态。主控制模态包括控制增稳、中性速度稳定性、飞行参数（法向过载，迎角限制和滚转速率等）边界限制与惯性耦合抑制等功能；其中控制增稳功能是电传飞行控制系统最基本的工作模态，在整个飞行包括内全时、全权应用。独立备份模态是电传飞行控制系统的备份模态，是独立于所有的其他控制律模态的应急工作模态。
3结束语
自动调焦系统利用精密线绕电位器检测准直镜的位置，由电位器的中心抽头取出的电压、温度采样值和接收的主控计算机距离信息送DSP进行运算，得出误差电压值。如果误差电压不等于零，DSP送出驱动脉冲，经功率模块放大驱动步进电机转动，通过机械传动带动准直镜移动，同时也带动检测电位器的转轴向减小误差电压的方向旋转，直至误差趋近于零，系统处于平衡状态，以达到最佳的成像效果。
2系统设计
2．1DSP模块
采用DSP(TMS320F2812)作为自动调焦系统核心。TMS320F2812是TI公司针对数字控制领域而推出的，具有控制精度高、速度快、使用灵活以及集成度高等优点，已广泛应用于工业自动化、光学网络以及自动化控制等领域。TMS320F2812的CPU运行速率可以达到150MIPS，数据总线为32位，内部集成乘法累加器，指令采用流水线处理，使得数据处理的能力大大增强;同时在片内还集成了128KB×16位的Flash存储器和18KB×16位的SARAM存储器。针对数字控制领域，还集成了两个事件管理器(可以发送12路PWM信号)，为电机及功率变换控制提供了良好的控制功能，还兼有死区控制功能。本系统并没有使用TMS320F2812全部外设接口，而只是使用其中的一小部分，如GPIO接口和EVA/EVB接口。由于采用可编程逻辑器件(FPGA)，使得DSP的硬件电路设计非常简单。将DSP的数据总线、地址总线、读写控制线以及中断信号线都引入到FP-GA中，根据特定的要求，在FPGA内完成时序和逻辑设计，如为TL16C654、AD7864提供地址选通信号等。由于电机的信号线、限位开关线数量很多，需要本系统的I/O口的数量较多，还需要在FPGA内完成扩展I/O口的功能。
2．2FPGA模块
选用Cyclone系列FPGA中的EP1C12Q240C8作为整个系统的时序和逻辑控制核心，EP1C12Q240C8提供12060个逻辑单元(LE)和173个I/O口，可以内嵌4K的RAM。采用模块化的设计思想，对FPGA设计进行模块分解，FPGA需要扩展I/O口的功能，产生PWM调宽波信号，还需要为TL16C654和AD7864提供片选和读写信号等。TL16C654地址译码模块:在FPGA内部，针对DSP的读写以及地址信号进行译码，为TL16C654提供读写信号以及片选等信号。AD7864地址译码模块:对DSP的地址信号进行译码，为AD7864提供读写、片选以及通道选择等信号。在设计FPGA时，采用VHDL开发语言，在Quar-tusII环境下开发程序。根据FPGA的设计框图，在设计程序时采用模块化的设计思想。每个模块都独立设计(即每个模块都是一个文件)，最后建立一个顶层文件，将各个模块有机地联结起来。
2．3串行收发模块
自动调焦系统与主控计算机通信时，必须要提供串行通信接口，这里采用TL16C654完成并行数据和串行数据之间的转换。控制器在与其他分系统进行串行通信时，由TMS320F2812作为控制核心，间接控制TL16C654串行发送或接收。FPGA是DSP和TL16C654之间通信的桥梁，为TL16C654提供片选和读写信号。当TL16C654的接收FIFO满等情况发生时，会产生中断信号，FPGA对TL16C654的中断信号组进行处理，然后向DSP发送中断信号，并协助DSP得到TL16C654发出中断的通道号。TL16C654在发送或接收数据时，可以采用中断或查询的工作方式。在控制器与外部进行串行通信时，TL16C654在接收时采用中断方式，发送时采用查询方式。
2．4模拟量采集模块及数字温度传感器
模拟量采集选用美国模拟器件公司生产的AD7864模数转换芯片，分辨率为12位，可实现4通道同时采样。数字温度传感器采用型号DS18B20，DS18B20与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现双向通信，测量范围:－55℃～+125℃，分辨率0．5℃。
2．5电机驱动器及执行电机
步进电机驱动采用UP－4HB01B步进驱动芯片。它把FPGA发出的脉冲信号转化为步进电机的角位移，FPGA每发一个脉冲信号，驱动器就使步进电机旋转一步距角，步进电机转速与脉冲信号频率成正比。该驱动芯片适用于四相六出头混合式步进电机，单极恒压驱动，四相八拍励磁方式。执行电机选用常州微特电机厂生产的混合式步进机，型号为42BYG015，电机为混合式四相步进电机，按四相八拍方式工作，步距角为0．9°。
3结论
虽然在开展采购工作过程中，部队完全参照各项指标和规范进行采购和资金支付，并严格的落实了集中式的采购方法，采购工作取得了一定成效，但是依然存在很多问题，具体表现在以下几个方面：
（1）应用集中采购的方式，如果部队的规模较小，规模效益会不明显。这种情况主要存在基层一些部队，现在被广泛适用的采购制度是建立在团营级的部队组织中，这样一来，部队需要的物资少，采购的规模就会变小，采购量难以与师以上的部队组织相比，缺少市场采购优势。
（2）驻地偏远，采购和配送的成本高。很多基层部队因为常年驻扎在偏远地区，比如，两国边界处或者西部偏远地区的边防部队等。
（3）采购的各项费用都是人工进行计算的，因此，财务结算的效率较低，尤其是在地方某些部队，物品的采购、下单、运输等的结算全部是由部队专业部门通过手工记账的方式完成的。
（4）部队物品采购的范围小，有很多物品都不能满足部队需求。当前，很多部队大批量采购的是一些生活必需品，但是到当地供应商处购买时种类较少，有很多的物质都不能满足部队中官兵的需求。
2后勤物资统购系统的设计
部队后勤中的物资采购系统在很多功能上都与应用软件有所区别，可以说，后勤物资的统购系统既有软件功能又有硬件功能，是一类综合型的系统。鉴于这种原因，在对该系统软件设计和开发时要考虑到硬件和软件的一些设计上的基本要求，要对该系统的软件功能和硬件功能以及网络配置重点考虑。
2．1系统的网络设计要求
部队后勤物资统购系统采用的应用程序为Web系统程序，该程序是分布式的，能够满足部队的网络要求，但是应用这种程序首先要保证部队网络的通畅。主要是部队中的网以及部队内部的Internet网络。值得注意的是，内部网络和外部网络是不能随便接在一起的，并要采取一些隔离的手段。只有经过部队的上级领导同意，用于执行军事事务的时候才能将内部网络连接到外部网络中。
2．2客户层的设计
该系统应用的是WebService应用集成手段，该集成手段能够使所有运行在互联网上的服务器都能够以集成的方式组合在一起，可以使分散的计算机与各种系统设备组合到一起运行，大大提高了用户的体验效果。随着这种集成方式被大范围的应用，系统开发的重点已经转变成了应用的效果。这种集成组成的方式能够取代Web应用上的其他物件，能够成为未来信息技术的主导。网络中为用户提供服务的主要方式是通过手机和计算机的终端对企业中网站进行访问，以此实现服务的功能。网络站点可以对WebService集成手段进行查询，查询的主要内容是该系统以公开形式存在的目录，也可以是设置了访问权限的私有形式的目录，首先获取提供服务的信息源，再将信息处理的结果返回到系统的使用客户。通过各种系统的接口可以将传输来的信息转换成可以利用的程序对象，再将这种能够使用的程序对象传输到业务系统处理。业务系统存在于逻辑的中间位置，网络中的一切功能实现就是靠业务层。
2．3系统业务逻辑层的设计
部队后勤统购物资系统的主要部分就是系统的业务逻辑层，这种业务逻辑层功能强大，能够将整个系统中的所有业务逻辑顺利完成。在特殊平台上构建这种业务逻辑层的主要方法有以下两种：首先是Servlet和JavaBean这两种技术来实现，其次是通过选择系统组件的方式来实现，重点选择的组件有EJB系统组件。前两种技术在处理业务逻辑时相对简单，并且处理系统功能时的要求不是很高，也由此造成了其安全性和稳定性不高。但是后者处理的对象集中性较强，一般都是存在于企业中或者独立的部门中，因此，该系统在一定程度上比上一种技术更加安全和可靠，唯一的缺点是对其开发的成本较高，并且该系统的组成较为复杂，如果发生故障处理起来会有一定难度。
2．4数据持久层的设计
随着多媒体技术的飞速发展,各种各样的多媒体演示系统在信息领域中发挥着越来越大的作用。其丰富的表现力、生动的视觉及声响效果,大大增强了所演示信息的吸引力。但是,多媒体作品的创作是一项费时费力的工作,不仅涉及到美术、传播、教育、心理等多方面创作因素,而且更需一种能方便地将图、文、声、像等多媒体信息按某种特定要求编合在一起进行表现的方法。为节省多媒体作品的创作时间,需要一种相对简单、集成、高效的创作工具来辅助多媒体作品的创作开发与演播。
本文简要分析了目前流行的多媒体创作工具的特点,提出了一种多媒体创作工具的功能结构、设计方法及实现技术,最后给出一个用visualbasic语言编写的播放多媒体信息的程序例程。
一、现有多媒体创作工具的类型
目前,最流行的多媒体创作工具主要分为以下三类。
1.描述性语言式
该类工具开发作品的思想是,按书的结构方式将每个标题的开发过程视为一本"书"的组合,每一屏被指定为一页,在每页内可有多级的对象,设定好各页与各页中内容及其之间的动作,然后使用指定的编排设计语言进行作品设计。这类工具中,比较有代表性的是美国asymetrix公司的multimediatoolbook工具,其编排设计语言为openscript。这类工具的最大优点是开发时的弹性较好,面向稍懂编程的用户,另外价格较低,易于接受;缺点是整体运行速度慢,虽入门较易,但要掌握其机理需费一番苦功,特别是对多媒体资源的访问,openscript主要通过mci函数调用,必须在脚本里显式地写出有关调用,且语法和序列并非全直观,又缺少提示,这点足以使非程序员怯步。
2.交互性图标式
这类工具主要是让用户直接在画面上安排所需的元件,定义出元件本身的动作以及元件和元件之间的关系。其工作方式是采用一种形象化的方法在微机上制作多媒体作品,通过选择精简的形象化图标,构成应用程序结构的流程图,然后再往结构中添加内容,流程图定义了多媒体元素的流动过程。这类工具很适合没有程序设计经验的用户,因此在短时间内就可开发出一套交互式的多媒体系统。这类工具中,著名的有美国authorware公司开发的authorwareprofessional及美国aimtech公司的iconauthor。其主要用于开发事件驱动的、需要高交互性的教育、训练模拟以及导览系统。这类工具不足之处是价格一般很贵,灵活性方面受现有系统的限制。
3.时间流程式
该类工具较适合于开发简报系统,它在多媒体显示上具有较强的时间前后顺序,以图形、文字信息为主。比较著名的有action工具、powerpoint、harvardgraphic工具等。该类工具对多媒体信息的支持基本上是通过ole外部方式进行的,因此,演播多媒体时磁盘i/o动作频繁,系统开销大,运行效率低。
上述三类多媒体创作工具开发的运行环境是基于windows3.x,可处理的音频文件格式为wav、mid;静态图像文件格式为pcx、bmp、gif、tga、jpg、tif、wmf、dib等;动态图像格式为avi、fli、flc等。
二、多媒体创作系统的功能及设计方法通过以上分析,可看出多媒体创作系统一般具有如下特点。
1.易于入门,无需专业级程序员的编程经验,但熟练掌握不易。对某些特定的简单要求,往往要通过熟练掌握后所得到的使用技巧来实现。另外,对时效要求高、常修改的内容,修改也不甚方便。
2.支持许多硬设备和许多文件格式,可生成含有图形、图像、文本、声音、动画、视频元素的复杂产品。
3.具有流程控制能力,可为上述元素提供导引框架。
4.虽包含了图形编辑、动态编辑、数字式动画、视频编辑等多项工具,但多媒体数据的制作能力不如专用软件功能强、精美。
当前,处理多媒体信息的专用软件资源比较丰富,文字方面有wordforwindows、wps等;图形图像方面有photostyler、photoshop、coreldraw等;动画方面有animator、3ds等;视频方面有videoforwind
ows、adobepremiere、quicktimeforwindows等;声音方面有soundsystem、waveedit等。
对用户而言,已掌握了多媒体处理专用软件,还得学习创作系统中的功能较弱的媒体处理工具,是某种意义上的重复。用户要求在媒体素材设计上精雕细凿,媒体作品演播时灵敏高效。因此,我们的设计原则是,利用现有功能强大的多媒体处理工具,采用系统集成与软件编程相结合的方法,缩短开发周期以创造最佳的软件。既兼顾一般要求,又满足用户演播的特定要求。在方法上综合描述性语言及图标式创作工具的优点,以及软件编程开发在系统弹性和扩充上灵活、应用范围广、用户具体要求明确、软件资源节约的特点,克服现有创作工具灵活
性弱、受现有系统限制的不足。
所设计的多媒体创作系统各模块主要功能如下。
·文本编辑:这是一个文本编辑器,它将所要演播的文字底稿逐行输入,形成文本文件。
·剧本编辑整合:提供一种方便、高效、直观的图、文、声、像数据集成的编辑手段,按用户的设计要求,对各种媒体数据进行编辑整合,制成各媒体对象的进出入效果(如闪烁、飞行、旋转、淡入淡出、大小、定位等等),最后形成一个剧本文件供演播时调用。
·图形图像处理:图形图像部分挂接photoshop或photostyler软件,处理多种位图文件,包括wmf、tif、bmp、pcx、tag、gif、dib、jpg等等格式;统计图形方面提供制作各种二维、三维统计图形的手段。
·剧本演播:将剧本编辑整合处理形成的剧本文件直接调入演播,可按自动播放方式或导引、单步控制播放方式进行播出。对动态图像播放可控制暂停、继续。
·二维动画处理:挂接animator二维动画处理软件,处理并形成fli、flc格式动画文件。
·三维动画处理:挂接3ds三维动画处理软件,制作并形成flc、fli格式的动画文件。
·视频处理:挂接videoforwindows、quicktimeforwindows、adobepremiere软件。对质量要求一般的视频影像,经电视、vcr或影碟机播出,通过视频捕捉卡,处理形成avi、mov格式的视频文件。而对质量要求高、需全屏显示的视频影像,则使用专用数字视频采样压缩工具生成mpeg、dat影像文件存于cd-rom中,播放时,使用mpeg视频解压卡,将影像文件从光盘中调出,实时解压缩,满足全屏幕、全运动、全彩色的视觉要求。
·声音处理:主要挂接soundsystem或waveedit,处理mid、wav格式的语音文件,并能使用cd-audio音碟资源。
·地图标绘与动画处理:主要处理点阵、矢量地图的标绘及基于地图的简单动画,如箭头、飞机、舰船、车辆等运动目标沿轨迹运动、闪烁、变化过程等,并形成ate自定义格式文件,供演播时调用。
·外接演播工具:主要外挂其它各种多媒体创作工具的演播软件来播放其制作的作品文件。如挂接powerpoint的pptview程序,挂接authorware的runapw程序。
三、多媒体创作系统设计技术的实现
我们在静态图形、图像处理上,使用windowsapi编程技术,结合ole方法;在多媒体数据处理方面,充分使用mci接口,将各种媒体的编演融合一体。
编程语言采用visualbasic及visualc++语言,同时充分利用第三方厂家提供的这两种语言的用户控制对象来解决图、文、声、像等多媒体演播时可能存在的效果限制问题。
具有高效方便的图、文、声、像等多媒体数据编辑整合功能是多媒体创作工具的特点。我们提出了以下这种基于表格方式,以页操作为主的多媒体数据编辑整合的实现方法。
表格形式如表1。
首先将文字底稿调入并自动填入到上述表格中,然后,用清屏方式来定义属于同一页的文字,并定义好该页的背景色、字体、前景色以及该页正文出页方式,根据需要还可定义出该页正文所在行的操作方式、条件及其位置。系统还提供缺省的版面布局供用户使用。
表1
定义好一页的文字以后,就可定义与该页有关的多媒体信息之间的有机关系,可选择声音文件、动画文件、视频文件、统计图、地图标绘动画数据,并定义这些媒体的播放位置、触发条件及进出场效果等。
另外,还可嵌入播放其它著作工具的作品并融合到播出中。这种编辑方法使整个格本形成一个前后一贯的大表格,前、后、左、右滚动可直观方便地浏览全部剧本,操作非常简便,整体性好,每页随时可进行修改,并可随时察看每页效果。
2.多媒体数据访问的实现
(1)采用windowsapi处理多媒体数据
我们使用bitblt函数实现图形图像的变化,mci接口处理音频、视频、动画、cd-audio数据的播放。
windows3.1中的mmsystem.dll动态连接程序库提供了大约一百多个具有多媒体处理能力的api函数,其mci函数提供了与设备无关的程序接口,应用程序可以通过mci命令访问符合mci控制标准的多媒体设备,mci接口覆盖了多媒体的主要领域,因此可以满足大多数应用系统的开发需要。由于mci的设备无关性,更换设备时只需更换mci驱动程序,无需了解每种多媒体产品的细节,系统升级十分方便,提高了应用系统的开发效率及灵活性。
在系统开发中,主要用到的mci多媒体设备类型及驱动程序如表2。
表2
其余的mpg、dat等视频格式的设备类型及mci驱动程序视其产品提供的mci驱动程序而定。
(2)利用用户控制对象vbx进行编程,处理图、文、声、像等多媒体数据
目前有众多知名厂商开发出各类vbx控制对象,支持visualc++、visualbasic,vbx有可能成为标准文件格式。这类功能强大的vbx控制对象是开发多媒体系统,提高开发效率,缩短开发周期的有效武器,使我们对复杂的图文特效及外部设备的控制都交给了控制对象去处理,大大减少了编程的工作量,而且准确性、高效性大大地提高。
开发多媒体系统常用到的vbx主要有:支持mci接口的mci.vbx(microsoft公司);支持flc、fli动画演播的vbplay.vbx(autodesk公司);支持图文播放效果的fxtools/vb(imagefx公司)、knife.vbx(imageknife)、mhpicture.vbx(microhelp公司);支持图形、图像、文字播放效果的fximage.vbx、fxlabel.vbx;支持mov视频播放的qtmove.vbx、qtview.vbx。
四、结束语
多媒体创作系统的开发与通常的应用系统开发有一定的差异,既要有丰富的编程经验,又要充分了解多媒体的特点。
善于利用多媒体集成工具,就能在应用系统开发中作到事半功倍。完成多媒体作品相当部分的工作量在于图形、图像、声音、影像素材的准备,其技术及艺术含量都很高。而多媒体创作系统,其目的是便于用户高效地使用创作工具按某种构想,将图、文、声、像等媒体进行导演、创意及包装。
目前,多媒体创作工具种类越来越多,随着多媒体技术应用发展的深入,开发多媒体的技术将越来越先进、越科学、越方便、越有效。
本系统应用范围广,适用于需经常制作多媒体作品的教育、军事、旅游等部门。
以下是一个用mci.vbx控制对象来播放多媒体数据的函数实例(visualbasic编写,对mpeg视频以realmagicmpeg解压卡为例),可看出用控制对象处理多媒体信息的方便高效性。
constmci_mode_not_open=524
subclosemedia(byvalmediatype)''''关闭媒体
selectcasemediatype
case"video","sound","animator"
ifnotmmcontrol1.mode=mci_mode_not_openthen
mmcontrol1.wait=true
mand="close"
endif
case"graph"
image.picture=loadpicture("")
image.visible=false
endselect
endsub
subopenmedia(mediatypeasstring,medianameasstring)''''
打开并演播媒体
ifnotmmcontrol.mode=mci_mode_not_open_then
mmcontrol.wait=true
mand="close"
endif
selectcasemediatype
case"graph"''''图像
image.picture=loadpicture(medianame)
image.visible=true
exitsub
case"sound"''''声音
tt$=ucase(right$(medianame,3))
selectcasett$
case"wav"
mmcontrol.devicetype="waveaudio"
case"mid"
mmcontrol.devicetype="sequencer"
endselect
case"animator"''''二、三维动画
tt$=ucase(right$(medianame,3))
selectcasett$
case"flc","fli"
mmcontrol.devicetype="animation1"
case"mmm"
mmcontrol.devicetype="mmmovie"
endselect
case"video"''''视频
tt!=ucase(right$(medianame,3))
selectcasttt$
case"avi"
mmcontrol.devicetype="avivideo"
case"mov"
mmcontrol.devicetype="qtwvideo"
case"mpg"
mmcontrol.devicetype="mmaster"''''reelmagic设备名
case"dat"
mmcontrol.devicetype="mmaster"''''reelmagic设备名
case"cdi"
mmcontrol.devicetype="mmaster"''''reelmagic设备名
endselect
endselect
mmcontrol.1049079981.htm=medianame
mmcontrol.wait=true
mand="open"''''打开设备
mmcontrol.notify=true
本设计软件系统主要实现的是节点间的无线通信、PC机与节点的信息传输，协调各模块的联通。结构关联示意如图2：PC机与ZigBee协调器通过串口进行通信，由上位机进行显示，上位机向协调器发送温度设定命令，通过协调器发送给各传感节点，协调器与各节点的通信都是通过Zigbee无线传输协议进行无线传输的。传感节点在检测到温度后会进行判断，温度若超过上位机设定的范围便会报警，并启动相关温度调节装置。检测的同时也会无线发送到目标设备，距离较远的节点将通过路由节点进行跳跃，再传输至协调器。
2硬件系统设计
2.1ZigBee协调器（路由）节点
ZigBee协调器的电路设计包括：一个ZigBee模块、一个RS232串口模块、一个JTAG接口/复位模块、一个电源模块、LED指示灯模块等。1）JTAG接口。实际只用到了P1.4、P1.5、P1.6、P1.7、P2.1、P2.2、VCC、GND、REST五个引脚，其它引脚悬空，该电路可将程序通过仿真器烧写进芯片中。2）电源电路设计。由于ZigBee模块需要3.3V的电源，本设计供电为两节5号电池供电，可不需要稳压芯片进行稳压。3）复位电路设计。4）串口电路设计。下载程序和调试通信两个作用，采用MAX232做RS232电平与TTL电平的转换芯片，MAX232有两路电平转换。
2.2传感节点设计
传感节点设计包含有DS18b20温度传感器，温度调节控制装置（本设计用电机代替），LED指示灯。1）DS18b20设计。DS18b20只需一条线就可以和处理器通信。2）电源供电电路。Zigbee模块工作电压为3.3V，外部供电为5V输入，需要AMS1117—3.3电源稳压芯片进行稳压。3）JTAG仿真电路。4）模拟温度控制器（电机）电路。
3软件系统设计
3.1IAR集成开发环境
本系统程序的调试编译用的是IAREmbeddedWorkbenchIDE，它是一套开发工具，用于汇编、C或C++编写的嵌入式软件程序进行编译和调试。IAREmbeddedWorkbench适用于大量8位、16位和32位的微处理器和微控制器，用户在开发新的项目时也能在所熟悉的开发环境中进行。该集成环境包含了IAR的C/C++编译器，文件管理器，文本编辑器，汇编器，链接器，工程管理器及C-SPY调试器等。它为用户提供一个易学且具有最大量代码继承能力的开发环境，和对大多数和特殊目标的支持。IAREmbeddedWorkbench有效的提高了用户的工作效率，通过IAR工具，用户可以大大地节省工作时间。针对不同芯片的代码优化器，IAREmbeddedWorkbenchIDE可以为微处理器生成非常高效的FLASH/PROMable代码。
3.2VisualBasic语言开发环境上位机设计实现
VisualBasic是目前一种应用于图形界面比较多的开发语言，它衍生于BASIC编程语言。VB用有快速应用程序开发和图形用户界面开发系统，它是微软开发的，用于协助开发环境的驱动编程语言。在现在的使用标准来说，VB是目前世界上使用者对多的语言，在目前图形化界面开发来说，VB是比较好的开发语言较容易应用ADO、DAO、RDO轻松创建ActiveX控件和连接数据库。对于想快速建立一个应用程序，VB将会是一个很好的选择。本设计的上位机制作，VB是一个很好的选择。
3.3ZigBee协调器软件实现
协调器是直接与上位机通信的节点，它的任务是协调各感知节点发送过来的数据，使得数据有序传输到上位机显示。
3.4Zigbee传感节点软件实现
传感节点是可以在一定范围内定点位置，其任务只要是实时检测温度，周期将数据无线发送给协调器，同时，节点上的温度调控装置根据温度启动，进行温度调控。
4系统测试
开发和建设科研管理信息系统是利用信息技术和网络技术突破传统科研管理模式存在的弊端，构建代替人工、信息共享、学科化服务、数据分析的快捷、准确、高效的科研管理新模式。其工作流程是科研人员通过系统对科研工作进行日常管理，科研管理人员的工作主要是对信息的审计和更高层次的利用。而科研管理信息系统具有远程性、规范性、动态性、集约性等特点，能很好地收集、整合与传递科研信息，提高工作效率，保证科研数据的及时性和准确性，较好地解决传统科研管理带来的程序繁琐且重复的弊端。系统管理工作的动态性和参与性为科研人员提供了日常科研工作的信息化管理平台。
2系统设计
2．1基本原则与目标
研究所科研管理信息系统是基于网络的科研信息数据管理平台，在系统整体过程中要充分把握规范性、安全性、实用性、可靠性、可扩充性原则，采用面向对象的程序设计语言和模块化的软件开发方法。系统建设目标是建立一个能够覆盖研究所主要科研业务管理的计算机信息管理系统。以网络为平台，利用计算机网络技术简化人工管理流程，通过信息的一次录入，实现信息多方共享、综合分析加工和信息的批量导出导入，满足不同管理层次对各类信息的需求。
2．2功能设计
系统除了能够实现数据录入、权限浏览、报表打印、留言板等功能外，还需要实现节点推送功能、关联查询功能、统计/汇总功能和批量导入导出功能。节点推送功能:系统将业务流程串接起来，将节点任务推送给相关人员，并及时反馈相关工作任务和要求。关联查询功能:系统支持全信息的查询和关联功能，当用户需要了解一个项目时，系统能把项目相关信息一并展现给用户。统计/汇总功能:系统通过数据库层汇总分析原始数据，自动形成报表和数据，无需人工参与加工。批量导入导出功能:系统能够实现标准格式文件的批量导入，如任务书、开题报告、中期检查报告、结题报告等，也可根据需求将数据批量导出。
2．3结构设计
根据科研管理的业务范围和管理要素，科研管理信息系统主要包含以下功能模块。信息模块:该模块由科技处基于门户网信息动态、最新通知和学术活动公告。项目管理模块:该模块是系统的关键部分，主要包括课题立项、开题、结题和成果申报管理。由用户通过权限账号进行全过程管理，包括课题研究过程性文件和成果，科技处通过管理员权限进行浏览审核并反馈。成果管理模块:用户登录后，通过该模块对个人成果进行填报和管理，包括论文、著作、获奖等方面的信息。研究生管理模块:该模块属于用户信息管理和课题管理一体化的部分，主要包括用户基本信息、选课明细和课题管理相关内容。研究生通过登录该模块，填报入学基本信息，选课明细，提交课题研究过程中的所有文件。科研条件管理模块:该模块对研究所科技资产进行统计管理。用户管理模块:该系统设置3种用户类型，分别为科技处系统管理员、各科室领导管理员、科研人员，并根据用户角色和单位不同分配不同的权限。另外，系统还通过网站提供日常所需的科研相关文件下载功能。
3系统技术实现
系统采用基于J2EE技术框架的B/S构架，以Eclipse+JBossTools为开发平台，以MicrosoftSQLServer2005为数据库平台，应用Tomcat6．0轻量级服务器，采用JSF、JavaBean、JPA等多种开发技术，在WindowsServer2003或WindowsXP以上操作系统环境运行。科研管理信息系统在开发和完善时需重点考虑以下问题。一是系统的安全性。为确保研究所科研信息的安全，系统通过权限管理为每个用户分配相应的角色，不同的角色使用户使用的系统功能和查看信息的范围得到控制。除系统管理员外，所有用户只可修改自己所添加的数据。此外，系统还提供了操作日志记录功能，用户在系统的所有操作都有所可查，进而保证了用户的操作都是可审计、可追溯的。二是系统的可维护性。系统采用模块化设计，每个功能模块的编程、调试独立进行。三是与现有系统的集成。结合研究所科研人员内部局域网账号，系统开发局域网内部系统的统一认证功能，方便用户注册。
4结语
系统采用自顶向下的分层结构化方法进行设计，由系统门户、科研管理、技术管理、知识产权管理、质量管理、“三标一体”管理、信息化管理、三维设计管理、技术装备管理、学协会管理、评奖报优、标准化管理、保密管理、系统管理共计14个功能模块结合而成。考虑到系统的易用性、稳定性、易维护性和技术先进性，本系统基于B/S结构，服务器端采用ASP．net平台进行开发，后端数据库选用SQLServer作为数据库服务器，客户端基于jQuery进行开发，使用jQueryEasyUI搭建系统界面，采用JSON为服务器和客户端的数据交换格式(图1)。
2关键技术
2．1基于jQuery的AJAX异步交互技术
B/S结构相较于C/S结构来说具有易部署、易维护、易扩展、安全性强等优势，但传统的B/S结构在提交数据或更新数据时需要重载整个页面，因而存在数据传输量大、响应不及时等不足。但随着AJAX技术的出现和发展，B/S结构的这一缺点正逐渐消失。AJAX即“AsynchronousJavascriptAndXML”(异步JavaScript和XML)，是一种创建交互式网页应用的网页开发技术。AJAX可以使网页通过后台与服务器进行少量数据交换，实现异步更新，即可以在不重新加载整个网页的情况下，对网页局部进行更新，从而减少了数据传输量，提高了页面响应速度。jQuery是一个轻量级、兼容性高、技术先进的JavaScript库，它不仅提供了简单、高效的选择器和事件处理方法，且对AJAX进行了封装，使AJAX使用起来更加便捷，从而在提升客户体验的同时，大幅提升了系统开发效率。下面的代码是jQuery的AJAX异步请求基本用法，在无刷新的情况下通过后台实现了用户登录验证。
2．2基于JSON的数据交换格式
JSON(JavaScriptObjectNotation)是一种轻量级的数据交换格式，是JavaScript的一个子集。因使用了类似于C语言家族(包括C，C++，C#，Java，JavaScript，Perl，Python等)的习惯，使其成为理想的数据交换语言，易于人阅读和编写，同时也易于机器解析和生成，其可读性和可扩展性与XML不分上下，但携带相同信息的字符量却低于XML。采用AJAX异步请求技术之后，浏览器与客户端之间的数据传输量已有大幅下降，数据交换格式采用JSON后，数据传输量将进一步下降。ASP．net服务器端序列化和反序列化JSON有多种方法，本系统使用了第三方提供的Json．NET库，在使用前需先下载并引用“Newtonsoft．Json．dll”。下面的代码是将泛型列表转换为JSON数据格式的过程，服务器端响应客户端请求返回了一组科研项目列表信息。服务器端返回的JSON序列如下:客户端在处理JSON数据时，不必进行处理或特殊转换，可直接将JSON数据当做JavaScript对象进行操作。
3结束语
