基于云桌面的网络中控系统设计.docVIP

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基于云桌面的网络中控系统设计.doc

基于云桌面的网络中控系统设计   【摘要】文章主要介绍了基于Raspberry Pi 2的云桌面网络中控系统的设计与实现。此云桌面网络中控系统的主要功能包括云桌面中控、多媒体信息转换和切换、面板控制等。   【关键词】Raspberry Pi 2;云桌面;网络中控系统   一、云桌面网络中控系统的框架总体设计   框架总体设计如图1所示,以Raspberry Pi 2为云桌面网络中控系统的设计开发。云桌面网络中控系统主要通过搭载linux操作系统的Raspberry Pi 2作为云桌面的网络桥接服务器与以AVR单片机为核心的中控系统相连接,即可实现云桌面远程控制功能;将多媒体信息以及控制信号通过Internet同步到Raspberry Pi 2后,多媒体信号通过VGA转换模块、音频转换模块转换成适当的输出信号,而控制信号则传递到AVR单片机上实现对中控系统实现视频、音频切换的云控制。   二、硬件结构   (一)Raspberry Pi 2介绍   树莓派2代采用Broadcom BCM2836 900MHz的四核SoC,1GB内存,Raspberry Pi 2性能非常强大,不仅能跑Linux发行版,而且支持Snappy Ubuntu Core及Windows 10等系统。树莓派2代板载接口丰富,带Micro SD卡插槽、10/100自适应网卡、HDMI接口、USB 2.0接口x 4等,拓展性十分强悍,满足此次设计作为云桌面的网络桥接服务器所需的资源和性能要求。   (二)VGA切换模块   VGA切换模块采用FSAV433设计,如图2所示为FSAV433芯片原理图。FSAV433芯片,20引脚薄型微缩小外形封装(TSSOP),视频开关的带宽为550MHz(3:1)、-3dB;差分增益典型值低至O.2%;差分相位典型值为0.1度;功耗少于1μA;关断隔离少于75dB;抗串扰达-85dB;典型导通阻抗值为6.5Ω。具有关断隔离和抗串扰性能,能够消除显示中通道至通道噪声和重影效果。而且,这种开关的低导通阻抗可将信号插入损耗减至最少。以单个三端口开关取代两个传统的分立器件,FSAV433可处理来自DVD、机顶盒、PC和其他远程器件多达三种HD视频信号。该芯片能够优化需要对三种计算机RGB或高清晰度YPbPr模拟视频信号进行开关的LCD显示器的高性能运作。   (三)主控板   主控板采用ATmega32设计开发,ATmega32是基于增强的AVR RISC结构的低功耗8位CMOS微控制器。两个具有独立预分频器和比较器功能的8 位定时器/计数器,一个具有预分频器、比较功能和捕捉功能的16位定时器/计数器,具有独立振荡器的实时计数器RTC,四通道PWM,8路10位ADC,8个单端通道,2个具有可编程增益(1x,10x,或200x)的差分通道,可编程的串行USART,可工作于主机/从机模式的SPI 串行接口,具有独立片内振荡器的可编程看门狗定时器,片内模拟比较器。由于其先进的指令集以及但时钟周期指令执行时间,ATmega32的数据吞吐率高达1MIPS/MHZ,从而可以缓减系统在功耗和处理速度之间的矛盾。   (四)音频切换模块   音频切换模块采用CD4051和tlv320芯片设计的。CD4051它允许双向使用,既可用于多到一的切换输出,也可用于一到多的输出切换。CD4051还设有另外一个电源端VEE,以作为电平位移时使用,从而使得通常在单组电源供电条件下工作的 CMOS电路所提供的数字信号能直接控制这种多路开关,并使这种多路开关可传输峰-峰值达15V的交流信号。tlv320一个高性能的立体声音频Codec芯片的高度集成的芯片。模数转换器(ADC)和数字模拟转换器(DAC)在芯片使用多位集成的超采样数字插补滤波器Sigma-Delta技?g。   (五)按键控制面板   按键控制面板采用STC15W404和定制按键面板设计与开发,STC15W404是STC生产的单时钟/机器周期(1T)的单片机,是宽电压/高速/高可靠/低功耗/超强抗干扰的新一代8051单片机,采用STC第九代加密技术,无法解密指令兼容传统8051但速度快8-12倍。内部集成高精度R/C时钟(±0.3%),可替换外部昂贵的晶振和外部复位电路,1组高速异步串行通信口(UARTUART,可在3组管脚之间进行切换,分时复用可作3组串口使用)。   (六)电源模块   采用LT1083LT、MC34063和定制的80W环形变压,可输出双12V、单15V、单5V电压。MC34063是一单片双极型线性集成电路,专用于直流-直流变换器控制部分。片内包含有温度补偿带隙基准源、一个占空比周期控制振荡器、驱动器和大电流输出开关,能输出1.5A的开关电流。它能使

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