适配系统

适配系统（精选9篇）

适配系统 篇1

新款赛欧轿车采用IMMOⅡ防盗系统。IMMOⅡ防盗系统是SIEMENS新一代的滚动码防盗系统, 是基于ECM和防盗控制模块进行变码交换来实现禁止发动机起动的系统。该系统利用钥匙中芯片的密码与起动电门中的密码进行匹配来控制发动机的起动, 以达到防盗的目的。

一、防盗控制系统的工作原理

新款赛欧轿车IMMOⅡ防盗系统由收发器、防盗控制模块、ECM和相关的通信线路组成。其基本配置如图1所示。

其中收发器是一个安装在点火钥匙手柄内的无源信号发射接收器件, 他具有读写和发射信号的能力, 不需要电源就可以执行变码处理。在收发器内存储有固定代码 (FC) 和密码 (SK) 。防盗控制模块 (IMMOⅡ) 在Tech-2诊断软件中又叫“阻断器”, 他安装在点火开关的锁芯上, 在他上面集成有发射天线, 防盗控制模块与收发器的数据通信均由发射天线来实现。其内存储5组信息:固定代码 (FC) 、安全代码 (SC) 、密码 (SK) 、车架号 (VIN) 、点火钥匙齿形码 (MK) 。

防盗系统的工作原理如下:当点火开关接通后, 防盗控制模块先判断钥匙 (每个钥匙都有一个固定代码) 的ID是否正确, 同时ECM向防盗控制单元释放一个随机码。如果ID正确, 防盗控制模块将随机码发送给钥匙, 钥匙计算后再将结果反馈给防盗模块IMMOⅡECM。ECM也利用这个随机码进行计算, 并将计算结果和钥匙反馈回来的计算结果比较。如果比较结果一致, 钥匙合法, 发动机就可以起动。如果防盗控制单元判断钥匙的ID不正确, 则不再向钥匙反馈ECM发送的随机码, ECM也收不到反馈结果, 发动机防盗禁止起动。

当发动机已经正常运转时, 拔掉防盗控制模块电气插头, 则发动机并不熄灭, 但会进入防盗失效状态。此时, 用任何钥匙无限次地起动发动机, 用Tech-2检测防盗系统和发动机控制系统都不能读出数据。

二、防盗控制系统的编程

发动机防盗控制系统的编程其实就是在收发器、防盗控制模块和ECM模块中对SC、SK和FC三者进行适配。对于一个未经编程的防盗控制系统来说, 初始状态各自存储的编码如图2所示。

从原理上来讲, 用Tech-2对防盗系统编程适配分为三步:首先由Tech-2输入安全代码SC, 获得授权后进行编程, 同时SC码将存入IMMOⅡ中。以后再需要编程时, 都要输入这个SC码。其次, IMMOⅡ将密码 (SK) 和安全代码 (SC) 写入ECM中。最后, IMMOⅡ将自身的密码 (SK) 写进收发器, 再获取收发器固定代码 (FC) , 并将FC码存入IMMOⅡ中。防盗系统编程后的状态如图3所示。

发动机防盗系统的编程步骤如下:

(一) 对全新的防盗系统进行编程适配 (2把钥匙)

(1) 连接Tech-2并打开电源, 打开点火开关。

(2) 按“Enter”进入主菜单, 选择“F0:诊断- (3) 2003-小客车-F1:车身-S-赛欧”进入下面界面:

(3) 选择“F0:阻断器”进入下面界面:

(4) 选择“F4:编程”进入下面界面:

(5) 选择“F0:阻断器编程功能”进入“建立对话”界面, 按“Enter”继续。

(6) 输入车辆的VIN码, 按“保存”, 进入下面界面:

(7) 输入机械钥匙码MK, 确认后按“备好”, 进入下面界面:

(8) 输入安全代码, 确认后按“备好”, 进入下面界面:

输入2, 进行等待, 进入“建立对话”界面, 此时有时还要输入2, 再次进入“建立对话”界面, 然后转至“循环点火由关闭至接通”, 看到此界面以后, 关闭点火开关, Tech-2将进入下一个界面。等仪表的液晶显示完全消失后插入另一把钥匙, 打开点火开关。界面显示“建立对话”, 进行等待, 界面进入“循环点火开关由关闭至接通”, 看到这个界面以后, 关闭点火开关, 等仪表的液晶显示完全消失后打开点火开关。进入“等待数据”、“建立对话”界面, 然后进入下面界面:

在此界面按“EXIT”键退出以后, 请不要马上起动发动机, 再次关闭点火开关, 等待10s后, 再起动发动机进行确认。

若原车的IMMOⅡ控制模块存在故障需要更换时, 需要对原车的ECM进行“重设定ECM”的操作。这是由于当原车的ECM还存有SC/SK码时, Tech-2将不能将新的IMMOⅡ中的SK码写入ECM中。另外, 还需要2把新的钥匙, 因为原来的钥匙中的SK码和新的IMMOⅡ控制模块中的SK码不符合。操作如下:以原来的安全代码SC进入“阻断器”的“特殊功能”, 进行“重新设定ECM”操作。将有新收发器的钥匙插入点火开关并打开, 在Tech-2中选择“阻断器”的“编程”功能, 再选择“F0:阻断器编程功能”进行对IMMOⅡ的编程适配。

适配系统 篇2

2.辅助器具适配评估是保证辅助器具服务质量的基础性服务，是辅助器具服务中的技术性服务。

3.人——辅助器具——使用环境——使用效果的协调一致。

4.辅助器具适配评估的内容广泛，涉及人体结构功能障碍，辅助器具种类结构性能，辅助器具使用环境，辅助器具使用效果，内容包括一定的医学基础，工学基础和建筑学基础以及 社会学、心理学等多学科基础内容，是跨领域、跨专业、多学科的团队合作性的服务。5.服务主体是残疾人、老年人、功能损伤者。

6.辅具技术与使用效果评估因素：个人因素，环境因素，技术因素，活动因素。

7.辅具需求的四个阶段：初级阶段生理需求，中级阶段心理需求，高级阶段参与社会需求高精阶段人文关怀需求。8.对辅具适配人员六大基本要求：（1）进行专业培训，持证上岗，要求有康复工程师岗位相应的等级证书资格。（2）有团队合作精神，做好辅具服务的基础工作。（3）工作负责，专 业技术要最大化为使用者服务。（4）保证评估结果的准确性、真实性和评估内容的完整性。（5）保持诚信，尊重保护辅具使用者的个人权利和隐私。（6）严守职业道德，遵守法律法规。9.辅具种类：治疗和训练类，矫形器和假肢类，生活自理和防护类，个人移动类，家务管理类，家庭居所，通讯、信息及信号类，产品及物品管理类，环境改善和设配、工具及机器类，休闲娱乐类。

10.辅具使用中更强调使用者的（生活环境）和（社会环境）。环境评估是辅具适配中的重要内容目的是为辅具使用者减少障碍、提供方便，确保安全、提高生活质量。

11.生活环境包括：个人生活环境，家庭经济状况，家庭生活照顾，移动环境，交流环境。12.（1）残疾：指由于各种原因造成的躯体、心理、精神、社会适应等方面的功能缺陷。这种缺陷经过治疗后长期或永久存在。（2）残疾人是指在心理、生理、人体结构上，某种组织、功能丧失或者不正常，全部或者部分丧失以正常方式从事某种活动能力的人。13.根据ICF提出以后活动和参与为主线来进行功能、残疾和健康分类，除健全然外的三个群体，都在不同程度上存在着损伤、活动受限和参与限制，都不需要辅助器具来克服。

14.视力残疾：1，听力残疾：2，言语残疾：3，肢体残疾:4,智力残疾：5，精神残疾：6，多重残疾:7.15.一级盲：<0.02~无光感，或视野半径<5度，二级盲>0.02~<0.05，或视野半径小于10度。一级低视力大于等于0.05~0.1,二级低视力>0.1~<.0.3.16.言语残疾表用于3岁以上儿童或成人，明确病因，经治疗一年以上不愈者。17.智力残疾是指人得智力明显低于一般人得水平，并显示适应行为障碍。

18.肢体残疾包括脑瘫与偏瘫，脊髓疾病及损伤，重度一级：完全不能或基本不能完成日常生活活动（四肢瘫或严重三肢瘫）。

19.以下情况不属于肢体残疾范围：保留拇指和食指（或中指），而失去另外三指者。保留足跟而失去足前半部者。双下肢不等长，相差小于5厘米。小于70度驼背或小于45度的脊柱侧凸。

20.神经调节是指通过神经系统的活动对人体功能进行的调节。反射弧包括：感受器，传入神经，中枢系统，传出神经和效应器等。

21.冠状面（额状面）:按左右方向将人体纵向切为前、后两部分的断面。22.体表标志：骨或肌的某些部分形成能在体表观察或触摸到得隆起和凹陷。23.肌肉分类：原动肌，拮抗肌，固定肌，中和肌。

24.等张收缩是在肌肉收缩时肌张力基本保持不变，肌肉的长度发生变化，产生关节运动。

等长收缩是在肌肉收缩时肌肉长度保持不变，肌张力增高，不产生关节运动，此时肌肉收缩力与阻力相等。

25.肌力分级标准：0级指无可测知的肌肉收缩，1级有轻微的收缩，不能引起关节活动，2级在减重状态下能全范围的关节活动，3级能抗重力，做全范围的关节活动，不能抗阻力，4级能抗重力和一定的阻力的关节活动，5级能抗重力和充分的阻力的关节活动。26.肌张力是肌细胞相互牵引产生的力量，指肌肉静止松弛状态下的紧张度。

27.肩关节正常范围：屈曲0度~180度，伸展0度~50度，内收0度~75度，外展0度~180度。轴心：肩峰，固定臂：通过肩峰的垂线，移动臂：与肱骨的长轴一致或平行。28.脑瘫以中枢性运动障碍和姿势异常为主要表现的综合症。偏瘫是由脑血管病，脑外伤及脑内变所引起的，以同侧上下肢随意运动不全或安全丧失，为主要临床表现的综合症。脊髓疾病及损伤，主要见于脊髓或脊柱骨折脱位造成的脊髓或脊髓受压甚至完全断裂，胸腰段损伤现为、位不同程度的截瘫，颈损伤造成的四肢瘫，是一种严重致残性损伤。脊髓损伤的功能分类：1.完全性，2.不完全性。

手机操作系统适配引擎研究与设计 篇3

目前, 存在着Symbian, Windows mobile, Android, IOS等几种主流的手机操作系统平台, 而这些手机操作平台在各自的功能设计和面向开发人员的API接口上存在相当大的差异。因此, 现有的同一个手机软件产品的开发通常需要在不同的操作系统平台上独立进行, 代码移植性差, 增加了开发和维护的难度和成本。本文研究和设计了手机操作系统适配引擎, 主要目的是通过开发一个和平台无关的引擎, 统一操作系统接口, 使上层的应用能够实现统一的架构、逻辑以及代码, 进而减少开发、升级、维护的成本, 也更有利于风险控制。

二、系统框架

手机软件产品可以抽象划分为3个层次:操作系统层、内核层、应用层。引入了适配引擎之后, 整个系统架构就由原来的3层变为4层, 在操作系统层和内核层之间插入一个适配引擎, 如图1所示。

适配引擎主要包括:系统API实现以及系统无关但却紧密联系的一些功能模块。

在设计上适配引擎各个模块之间尽量减少相互之间的调用和关联性。各个模块内部用到的系统功能在不同平台利用本系统的API实现, 可以提高适配引擎代码的效率和可移植性。

三、适配引擎模块设计

本文针对常用的基本功能模块进行了设计, 主要分为绘图模块、网络模块、系统工具模块、文件操作模块等几个大的模块, 每个模块内部根据实现的功能进行第二层级的划分, 如图2所示。

整个适配引擎的功能模块可纵向和横向地扩展, 以适应不同产品的需求。

(一) 网络模块

网络模块主要包括异步Socket和Http的封装, 考虑到手机网络处理的复杂性, 加入一个网络管理模块, 模块架构如图3所示。

1. SocketEngine是支持TcpSocket接口异步运作的引擎, 这只是一个抽象的概念, 完全依赖平台特性实现的, Windows mobile平台是内部处理并用线程加Socket多路复用 (select) 模式实现异步机制;Symbian是用活动对象实现异步机制。

2. NetworkManager是网络管理模块, 在应用中是一个单实现模块, 主要是接入点管理, 流量汇总, 与网络相关的全局配置等。

3. TcpSocket是一个客户端的异步长连接类, 数据及状态改变是通过ITcpListener回调处理。

4. HttpConnection是HttpTransaction的连接通信处理模块, 实现连接的保持、数据的收发传输等。HTTP的数据解析由HttpTransaction处理。一个HttpConnection上可进行多次HTTP事务传输。

5. HttpTransaction是HTTP事务处理, 主要是数据封装和解析处理。数据及状态改变时会通过IHttpListener回调触发。

(二) 绘图模块

绘图模块分为绘图、字体、图像、颜色、基本图形等几个子模块。绘图子模块调用关系如图4所示。

绘图子模块利用各操作系统平台接口实现创建平台对象、设置字体、设置画笔、设置画刷、设置颜色、绘制填充矩形、画图像、画文本、区域剪辑等功能;字体子模块实现创建字体、绘制字体等功能;图像子模块实现图像解码、图像帧操作等功能;颜色子模块实现颜色值设置、RGBA分量操作等。本模块设计统一的接口提供给手机应用软件绘图操作调用, 屏蔽了手机平台差异导致API接口不统一的问题。

(三) 系统工具模块

1. 多线程

不同的目标平台有各自不同的线程表示方式, 并且线程的处理机制也会有所差异, 在Symbian平台更多是采用一种在单个线程内部划分多个不同的可调度单元 (所谓的活动对象) , 每一个线程只能有一个正在运行的活动对象, 并且不能被暂停;另外一方面Symbian平台上还保留了RThread之类的类型来实现真正的多线程处理。而Windows平台上虽然也有一个线程的类型类似于活动对象, 但更多的时候是使用普通的线程, 它们对多线程的处理上也跟Symbian平台有一定的差异。基于以上原因, 本文设计的线程类型分为两种, 一种是FiberThread, 另外是Basic Thread。Basic Thread是普通线程的概念, 各平台利用多线程API进行适配。Fiber Thread在Symbian平台指活动对象, 在WM平台与Basic Thread同一。

2. 文本编码

文本编码主要是实现不同平台的编码转换的统一接口。编码过程中将unicode文本转换成其他编码文本, 解码过程反之。主要实现以下几种编码:GB2312, GBK, ASCII, BIG5, UTF8等。文本编解码通过编码器和注册机方式实现。以编码名称作为索引值进行编解码操作的注册声明和编解码操作。

(四) 文件操作模块

文件操作模块包括文件基本操作类和文件辅助操作类以及一些关于文件数据类型的统一定义。利用各个平台API统一实现IFile和FileUtil统一接口, 见表1。

四、结束语

手机操作系统适配引擎为手机应用软件提供跨平台的统一接口, 其设计充分考虑了手机操作系统的差异性和特点, 层次接口清晰, 耦合性低, 以本设计引擎为基础实现的产品具有很好的可移植性, 应用本设计引擎开发的跨平台手机产品已经成功应用于产业化产品。

参考文献

[1]李芙蓉.当前智能手机操系统及其比较分析[J].甘肃科技纵横, 2008, 5.

[2]杨菠.智能手机操作系统群雄并起[J].现代电信科技, 2011, 4.

[3]方军, 金瓯.封闭式手机系统上中间件软件抽象层的设计[J].计算机系统应用, 2009, 4.

笔记本如何添加网络适配器 篇4

工具/原料

笔记本电脑一台

方法/步骤

1、右键点击桌面的计算机，选中属性，找到高级系统设置，点击硬件-设备管理器

2、左键选中网络适配器，点最上方的操作-添加过时软件-找到网络适配器

3、选择你需要的虚拟网卡,点击下一步.

4、这样就完成了,打开网络适配器，点击左边的更改网络设置。

5、查看一下是否添加了新的虚拟网卡，如果要打开wifi热点，就需要打开cmd(以管理员身份运行)，输入netsh wlan start hostednetwork。

6、ok了，接下来就打开手机连接上自己设置的免费wifi，尽情上网吧。

注意事项

一定要选择好需要的虚拟网卡

适配系统 篇5

EMC试验的目的是为了证明设备抵御外界电磁干扰的能力, 因此需要进行辐射抗扰度及传导抗扰度等测试。针对核电、军工等行业设备在恶劣应用环境的EMC的高要求, 设备在EMC试验中性能要求非常严格, 通过标准也远高于商业品等级。

本文介绍基于自动测试系统的隔离接口适配器设计, 实现测试系统与EMC试验设备信号耦合器隔离, 从而在试验中屏蔽测试系统带来的影响并且保护测试系统。

1 EFT试验介绍

EFT是电快速瞬变脉冲群抗扰度试验的简称。目的是验证由闪电、接地故障、电源开关动作、或电路中继电器等电感性负载动作而引起的瞬时扰动对整个控制回路中产生干扰时, 系统中控制及监测等部分 (和PLC等器件) 的抗干扰能力。这类干扰的特点是:脉冲成群出现、脉冲的重复频率较高、脉冲波形的上升时间短暂、单个脉冲的能量较低。由于脉冲群的单个脉冲波形前沿tr达到5ns, 脉宽达到50ns, 这就注定了脉冲群干扰具有极其丰富的谐波成分。幅度较大的谐波频率至少可以达到1/πtr, 亦即可以达到64MHz左右, 相应的信号波长为5m。信号在线上的传输过程中, 部分可以通过传输线进入受试设备 (传导发射) ;部分要从线上逸出, 成为辐射信号进入受试设备 (辐射发射) 。因此, 受试设备受到的干扰实际上是传导与辐射的结合。在IEC61000-4-4标准内定义了试验要求和试验方法。

具体要求见表1测试等级表。

注1:试验等级的说明:第1级:具有良好保护的环境;第2级:受保护的环境;第3级:典型的工业环境;第4级:严酷的工业环境;第5级:需要加以分析的特殊环境。注2:验收准则的说明:性能等级A:在试验过程中和试验之后, 设备应能按预定要求工作。在设备按预定要求使用时, 不应出现制造商所规定的性能等级以下的性能劣化或功能丧失。性能等级B:在试验之后, 设备应能按预定要求工作。在设备按预定要求使用时, 不应出现制造商所规定的性能等级以下的性能劣化或功能丧失。性能等级C:允许暂时的功能丧失, 但要求功能能够自己恢复或可以通过控制来进行恢复。

2 设计需求

以某平台保护系统样机的自动测试系统为例, 本文仅列出EMC方面的系统测试需求。

1) 试验通过IEC61000-4-4 Level 4等级, 性能等级A类要求;

2) 模拟量需求试验过程中模拟量精度变化不超过量程的3%;

3) 开关量需求试验过程中开关量状态无变化;

4) 串口通信需求试验过程中通信正常、无误码现象。

3 测试系统框架概述

根据测试需求, 自动测试系统到试验对象之间的转接采用VPC9025 Receive模块;VPC Receive模块通过ITA后与被测设备 (EUT) 进行连接。被测设备 (EUT) 对外传输的信号通过ITA后与ATS以及Data Logger进行监测。

4 接口适配器 (ITA) 设计

(1) 设计原则。由于快速瞬变脉冲的特点, 其干扰传播方式虽以传导为主, 但由于其频谱带宽所致利用分布电容也是其重要传播方式之一, 还有一部分是通过空间辐射进行干扰, 可见要求研发人员对测试系统进行全面考虑, 整体防护。

(2) 整体设计。ITA接口适配器应采用金属机柜, 保证机柜整体电气连结良好并可靠接地, 接口适配器机柜面板上的开孔不能够太大、散热孔应开成圆形小孔 (圆孔比长孔屏蔽效果好) , 使机箱起到应有的屏蔽效果。将所有转换模块以及相关配件集成到机柜内, ATS自动测试系统VPC接口通过双绞屏蔽电缆连接到ITA机柜的连接器, ITA与EUT之间采用预制电缆与ITA机柜的连接器进行相连。接口适配器内所有信号均集成在机柜内, 仅保留连接航插在ITA机柜表面分别与ATS以及EUT相连接。

(3) 信号隔离设计。ITA内部信号直接应做到物理隔离和空间隔离, IO通道隔离选择Mini MCR-SL-UI-UI模块, RS422/485通信通道隔离选择485OPDR-HS模块。RS422/485单元通过由NI-PXI机箱的8431串行通信卡的连接器直接接入到ITA机箱面板连接器, 后经过485OPDR-HS隔离模块隔离后, 与被测系统预置电缆相连接。I/O信号单元独立走线通过Phoenix Mini MCR-SL-UI-UI隔离模块转接到自动测试系统。

(4) 线缆要求。线缆采用双绞带屏蔽线缆, 各通道屏蔽相互隔离, 内层屏蔽采用编织屏蔽、外层屏蔽采用铜箔屏蔽, 分别对应高频和低频的传导干扰的防护。各输入输出回路之间空间隔离, 走线布置时输入输出电缆应采取不同的回路布置。线缆编织密度、双绞密度、以及芯线绝缘强度可根据试验效果进行增加或降低要求。

(5) 供电要求。隔离模块应由隔离电源进行供电, 确保隔离模块输入输出隔离。接口适配器外部电源采用220V隔离变压器后进行供电, 实现与EUT供电网络和干扰源隔离。

5 EFT试验情况

试验按照IEC61000-4-4等级Level 4, 在测试信号电缆上加±2000V电压, 测试时间各1分钟, 进行验证。

(1) 未采用隔离接口适配器的自动测试系统EFT试验情况。图3为自动测试系统未使用隔离接口适配器在EFT试验下的表现, 图片内的信号通过具有2000V通道隔离的性能的高速数据记录仪进行记录。

其中Water Level 4为NI国家仪器的PXI平台电路板卡模拟的4-20m A电流信号、Water level 6为0-10V电压信号由TDK-Lamda GEN系列直流隔离电源模拟、Temp 6a、6b、6c、6d由隔离热电偶模拟器发生的温度信号、可以明显看到在试验过程中源端受到了严重干扰, 根据使用的信号源可以看出隔离仪器表现优于NI国家仪器的PXI平台电路板卡, 但是隔离设备模拟的温度信号品质仍然满足不了设计要求和通过标准。

(2) 采用隔离接口适配器的自动测试系统EFT试验情况。图4为采用隔离接口适配器的自动测试系统在EFT试验中的表现, 信号采用同样的设备和方法进行采集。

其中4-20m A信号干扰抑制的效果最明显, Temp 6a、6b、6c、6d信号的锯齿纹路基本消失, Water level 6曲线完全平滑, 满足设计要求。

6 结束语

电磁干扰的种类较多, 传播方式、干扰途径不尽相同, 对自动测试系统的可靠运行危害极大, 若在试验过程中不能有效地对测试系统进行防护, 非常容易引起测试系统故障甚至损坏, 从而导致试验失效, 应当引起我们足够的重视。

本文设计的隔离接口适配器针对IEC61000 4-4的EFT (电快速瞬变脉冲群抗扰度) IEC 4-4标准的LEVEL 4的要求, 信号精度变化满足设计要求, 在试验的有效性上提供保障, 同时在接口适配器设计中采用的手段和方法也可以借鉴到产品开发上, 提高产品的电磁兼容性能。

(6) 其他。接口适配器选用合理的接地方式, 避免重复接地形成的接地回路, 避免同一电缆内的反向接地走向, 在试验时产生的次生干扰。接口适配器表面做好屏蔽防护, 干扰信号能够通过接口适配器机柜金属表面快速释放掉。

参考文献

[1]张波, 陈岩申, 张桂芝.外军电子自动测试系统及其相关技术的应用与发展情况研究[J].计算机测量与控制, 2002, 10 (01) :1-4.

[2]孙宝江, 秦红磊, 胡文明, 沈士团.自动测试系统适配器自动设计技术[J].航空学报, 2007.

适配系统 篇6

雷达适配器已逐渐成为火控系统的接口控制部分, 它是根据某型炮系统改造方案的要求, 炮位计算机或连指挥计算机需要得到目标现在点的位置信息, 才能进行未来点的射击诸元的解算及控制火炮运动射击完成战斗的实时控制, 由于我国目前某型炮所配雷达火控系统有多种, 而这些雷达火控的输出接口状态又各不相同。有的可能有现在点输出, 有的可能没有现在点输出而只是直接输出未来点射击诸元。因此就需要一种装置来完成炮位计算机与雷达火控系统的连接匹配, 以便在现在条件下实现对某型炮的火控系统的改造。然而在实时检测控制类的应用系统中, 雷达适配器往往是作为一个接口部件来使用, 要进行不同领域的微控制器应用系统的设计和实践, 仅有微控制器方面的知识就显得不够, 除了要掌握微控制器及其监测、控制通道硬件组成的结构特点, 还要掌握具体应用对象的软件设计方法。

1 系统的组成

本系统由轴角编码器A/D、80C196数据处理器、输入/输出串行口、雷达导引接口D/A及雷达数字量接口等组成。见图1所示。

2 系统的各模块及功能设计

2.1 轴角编码器

用于将火控雷达输出的现在点和未来点坐标角度值的模拟量 (Bqф) 转换成对应的数据值, 以便于数据处理器进行各种处理。它设计包括有:电阻分压网络、模拟转换开关、比例放大器、A/D转换器、数据锁存器、控制电路等。

2.2 CAN总线的应用

雷达适配器中的CAN总线通讯是国际上应用最广泛的现场总线之一, CAN是一种多主方式的串行通讯总线, 基本设计规范要求有高位速率、高抗电磁干扰性, 而且能够检测出产生的任何错误, 当信号传输距离达到10 km时CAN仍可提供高达50 kbps的数据传输速率。作为一种技术先进、可靠性高、功能完善、成本合理的远程网络通讯控制方式, CANBUS已被广泛应用到各个自动化控制系统中, 例如, 在汽车电子自动控制、智能大厦电力系统、安防监控等各领域。CANBUS都具有不可比拟的优越性。

要对数据进行实时处理, 就必须将数据快速传送, 这就要求数据的物理传输通路有较高的速度。在几个站同时需要发送数据时, 要求快速地进行总线分配。实时处理通过网络交换的紧急数据有较大的不同。一个快速变化的物理量, 如采集到的目标点的坐标值, 将更频繁地传送数据并要求更短的延时。

通过CAN总线的远程通讯、高速率传送、多报文发送和多节点接收, 实现了微控制器对CAN总线的控制对雷达适配器、炮位计算机和连指挥计算机三方之间进行通信。

3 软件功能与流程图

此控制系统的软件应按模块化设计, 具有一定的可读性和直观性, 由以下几个部分组成:

1) SJA1000初始化模块

2) D/A转换初始化模块

3) 单片机中的定时器2 (T2) 的初始化模块

4) 串口初始化模块

5) 输入模拟量的三相电压到二相电压的软件实现

6) 静态直流电压的检测模块

7) A/D角度转换及计算模块

8) 四条标准航路生成的算法模块

9) SJA1000接收数据模块

10) SJA1000发送任务模块

11) SJA1000错误处理模块

12) 其他系统任务模块

其流程图如下:

4 总结

课题设计了为火炮系统的炮位计算机与雷达火控系统的连接提供相匹配的接口, 无论对现在点输出还是对未来点的输出, 都能实现雷达输出信息的数字化, 从而把信息传递给炮位计算机。CAN总线的通信速率在5 Kbit/S时, 通信距离最远可达10 k M, 通信距离在40 M范围内通信速率最高可达1 Mbit/S, 每帧信息都有CRC校验及其它检错措施, 数据出错率极低, 所有节点所发生的错误可以被检测到, 与原来相比数字信号的通信误差更小、精度更高、可靠性更好。

首先, 对系统硬件各分支进行了设计及调试, 然后对软件进行了编制及调试, 到最后对整个系统进行了联调, 使次系统工作正常, 性能稳定, 通信数据准确可靠, 达到了预定的目的。

参考文献

[1]孙世宇, 王立冬, 程远增.自行高炮火控系统原理[D].河北:军械工程学院, 1998.

[2]赵国庆.雷达对抗原理[M].西安:西安电子科技大学出版社, 1999.

[3]王华, 叶爱亮, 祁立学, 等.borland C++3.0编程实例与技巧[M].北京:机械工业出版社, 1999.

[4]孙涵芳.Intel 16位单片机[M].北京:北京航空航天大学出版社, 1995.

[5]王宪明.用C语言编写196系列单片机的应用程序[M].北京:清华大学出版社, 2000.

[6]朱培申.航空火力控制原理[M].北京:国防工业出版社, 1999.

适配系统 篇7

关键词：整备,文件化,传输,接口

中央电视台新台址播出系统采用全高清、全文件的播出方式, 应用先进的网络化、数字化技术, 实现了节目制作、播出、存储全程文件化, 建设了制播一体化的现代电视媒体业务平台。

全文件化制播流程要求各档录播节目都应以文件形式备播给新址播出系统, 但在过渡期内, 仍需满足以磁带为载体的标清节目的播出需求, 因此有必要在现址播出搭建一套新址播出适配系统:由适配系统将标清磁带上载到视频服务器, 转化为文件节目形式, 通过网络传输至新址播出系统, 以完成对新址播出系统的标清磁带播出业务的支撑。

本文主要针对适配系统的标清磁带文件化整备业务进行论述。

一标清磁带节目的整备流程

节目整备, 指将各类送播方式的节目整备到播出视频服务器用于最终播出的过程。

新址播出的节目整备过程可以分为二级整备和三级整备两个阶段, 二级整备主要是指将节目文件整备到新址播出的二级存储的过程, 整备节目文件的来源包括新址媒资、新址制作岛、新址广告、现址播出等;三级整备主要是指将节目文件从新址播出二级存储整备到播出视频服务器的过程。

现址标清磁带节目的整备是新址播出二级整备任务中的一类。标清磁带节目的整备任务由新址播出系统发起, 新址播出首先检查本地各存储体中是否存在该节目文件, 如不存在, 则提交相应整备任务, 由现址播出适配系统完成磁带节目的文件化和传输。

1. 标清磁带节目在新址播出系统的二级整备流程

当新址节目编排单中“成品节目文件交付介质”为“磁带”时可判断该节目送播载体为标清磁带, 此时新址播出首先查询本地各存储体, 若均无该节目文件则发起现址标清磁带整备任务:通过接口向现址查询节目是否存在于现址, 如果存在, 直接向现址提交推送请求, 由现址完成节目文件推送到新址播出系统二级存储的过程;如果不存在于现址, 则向现址提交上载任务, 待上载完成后再进行文件的传输。

整备流程如图4所示。

2. 标清磁带节目在现址播出适配系统的整备流程

当新址播出系统发起文件查询请求时, 现址播出适配系统首先查询文件是否存储在上载级, 如果存在且已通过人工审看, 则通过FTP服务器将文件由上载级推送至新址二级存储;如果文件不在上载级, 则查询是否在近线存储, 如果在则将文件由近线存储迁移至上载级, 之后再通过FTP服务器推送至新址;如果文件既不在上载级又不在近线存储, 则告知新址“节目文件不存在”, 由新址发起上载请求, 现址进行上载任务排重处理后生成上载任务进行磁带上载, 再经过人工审看和FTP迁移将文件推送至新址播出。整备流程如图5所示。

二现址播出适配与新址播出的信息交互及节目文件传输

现址标清磁带节目要实现向新址的整备, 需要完成磁带的文件化和节目文件的传输:磁带的文件化, 即将录像机重放磁带输出的SDI信号进行编码, 封装为符合播出要求的节目文件的过程, 这在近些年硬盘播出系统大量使用的情况下已经是非常成熟的技术和很普及的应用;文件的传输, 即将文件以FTP的方式迁移至不同存储体的过程, 在很多领域也具有非常广泛的实践应用。

因此本文不再对上载编码、FTP传输的具体技术和应用做更多论述, 而主要说明异地、跨系统上载及传输时, 如何完成系统间的信息交互以实现对任务信息、文件信息的管理和应用, 以及如何配置系统的传输通道以实现业务层面对文件传输的各项要求。

1. 新址播出系统与现址播出适配系统间的信息交互

现址播出适配系统上载及传输任务的具体数据信息均来自新址, 而新址作为文件备播的主体也需要了解现址整备的状态及进程。因此, 新、现址播出系统间必然有大量的信息交互, 这就要求有规范的软件接口和相应的硬件平台作为支撑。

(1) 信息交互的软件接口

a.接口服务说明

为实现两个系统间的信息交互, 根据实际业务需求确定了接口规范, 制定了相应的接口服务及包含的具体操作, 说明如下:

节目备播服务:由现址播出适配系统提供该服务。其中的“查询备播状态操作”用于查询节目备播状态, 新址可调用该操作查询节目文件是否存在于现址, 现址可根据请求参数返回相应节目信息;当新址成功调用某节目文件后, 可通过此接口服务通知现址。

备播回调服务:由新址播出系统提供该服务。当现址完成某个文件的上载后, 可调用该服务的“备播就绪通知操作”, 通知新址有新节目就绪, 以避免新址播出系统的备播频繁轮询。

节目备播FTP传输服务:由现址播出系统提供该服务。新址需要添加或取消FTP任务时调用此服务的相关操作。FTP传输时, 新址作为服务端, 现址作为客户端。

节目备播FTP回调服务:由新址播出系统提供该服务。现址播出系统通过FTP服务器向新址播出系统传送节目文件时和传送结束后, 会调用此服务通知新址传输状态。

b.接口服务应用流程

新址向现址发起磁带整备任务时相关接口的应用流程如图6所示。

新址播出系统通过现址播出系统提供的“节目备播服务”检查节目文件是否存在现址, 如果存在, 则调用现址播出的“节目备播FTP传输服务”添加FTP迁移任务, 现址播出使用FTP Client连接到新址, 在拷贝过程中和拷贝结束, 现址通过调用新址的“节目备播FTP传输回调服务”告知新址相关迁移的状态。

当新址播出发现缺少磁带节目文件, 并且通过现址的“节目备播服务”也无法在现址存储中找到该文件时, 则调用现址播出“节目备播服务”中“短缺节目催要”的操作, 要求现址播出进行磁带节目的上载。

当现址播出节目已经备妥, 则调用新址的“备播回调服务”告知该节目已经备播就绪。

(2) 信息交互的硬件支撑

新、现址播出间整备信息的交互除了需要规范的接口服务, 还需要一定硬件环境作为支撑, 整个整备的信息交互环节中使用的设备及其业务关联如图7所示。

新址向现址的任务提交, 信息发布:

新址的上级机发送执行单, 同时将执行单保存至数据库;

新址的节目文件管理服务器从数据库中加载最新的执行单并解析, 将需现址整备的相关节目信息, 包括节目代码、磁带条码, 磁带入点, 磁带时长, 磁带段号等通过接口服务器发送至现址;

现址的整备服务器收到需上载的节目信息后, 通过数据库查询当前的上载列表进行上载任务的排重, 之后生成上载任务清单并更新至数据库, 上载工作站从数据库中获取最新的上载列表及上载信息;

现址的整备服务器收到需FTP迁移的任务信息后, 通过数据库查询当前正在迁移的任务, 进行迁移任务的排重, 之后生成向新址的迁移任务, 并将迁移任务分配至一台迁移服务器, 由迁移服务器执行相应迁移任务。

现址向新址的信息反馈:

当现址的上载任务完成后, 上载完成的节目信息会写进数据库, 由整备服务器将备播就绪的通知发送至新址, 由新址的节目文件管理服务器更新相应备播任务的状态, 并通过接口服务器向现址提交FTP迁移任务, 节目文件管理服务器同时将迁移任务分配给新址的FTP迁移服务器, 使之为现址的迁移任务分配相应的迁移通道;

现址正在执行的FTP迁移任务, 由现址具体执行的迁移服务器将迁移进程、任务状态通过整备服务器发送至新址, 由新址节目文件管理服务器更新相应迁移任务的状态, 并在迁移完成后将文件信息更新至新址数据库。

2. 现址播出适配系统向新址播出系统的文件传输

新址播出在二级存储开放一个针对现址的FTP Server, 现址播出作为FTP Client, 将存储于上载级的节目文件经过新、现址全台骨干传输网, 传输至新址二级存储, 再通过同步迁移服务器将文件整备至新址的播出服务器, 完成现址磁带节目的传输整备。图8为文件传输的示意图。

(1) 文件传输的业务要求

现址向新址的文件传输是文件整备的一个重要环节, 这个环节最关键的要求是传输安全和传输效率, 以下围绕传输效率进行重点阐述。

由于要考量每天所有的节目文件是否能够全部完成从现址至新址的传输, 还要考虑单条紧急节目的传输时间是否能够满足现有的关门时间要求, 因此对于传输效率既需要考虑传输的总时间即传输的总带宽, 还需要考虑单条任务的传输时间即单FTP任务流的传输带宽。

目前的业务需求是:所有传输任务必须在当天10小时内完成现址至新址的传输, 单节目从磁带送至现址播出到完成文件在新址的三级整备, 整体时间不能超过节目的2倍时长+10分钟。

(2) 文件传输的效率及系统配置

要实现传输业务需求, 就需要分别计算文件传输的总带宽和单任务流的带宽, 对系统设备进行合理配置, 力求在达到基本要求的基础上传输效率最大化。

由于现址播出适配系统是在原有旧系统的基础上改造而成的, 其设备的各方面性能均与新址系统的设备性能有较大差别, 对于各设备的传输带宽, 新址更是远远大于现址, 传输总带宽和单流带宽的瓶颈都在现址播出适配系统, 因此以下仅从现址适配系统的角度计算带宽并阐明如何进行系统配置。

a.现址传输相关设备的带宽性能

现址的FTP迁移服务器通过上载集群的FSI卡读出上载级的节目文件, 经过全台骨干传输网, 推送至新址的FTP迁移服务器并写入新址的二级存储。在此传输过程中, 现址的传输带宽主要取决于上载级FSI卡的读出带宽和现址FTP服务器的带宽, 以下将分别对其性能进行说明。

现址上载级FSI卡读出带宽:经实际测试, 现址上载级的FSI卡在读出单线程时, 单流带宽最大可达到70Mbps~80Mbps, 总带宽即为单流带宽;当同时读出两个线程时, 单流带宽仅能达到40Mbps~50Mbps, 总带宽约为80Mbps~100Mbps;当读出线程数再增加时, 单流带宽继续下降, 总带宽微弱增长。

现址FTP迁移服务器的带宽:现址目前的FTP迁移服务器配置一块千兆网卡, 经实际测试可实现约300Mbps的迁移总带宽。

b.文件传输的单流带宽计算

标清磁带从上载开始到完成三级整备所需各环节及时间:上载为1倍速, 需要1倍时长;新址对标清文件的三级整备为12倍速, 需要1/12倍时长;新、现址播出人工复审约需10分钟;二级整备时间即现址向新址的传输时间待计算。

通过以上可看出, 若要实现整备全过程在2倍节目时长+10分钟内完成, 充分考虑上载等待时间、迁移等待时间等不确定因素, 需要二级整备任务最低达到1.5倍速, 最好实现2倍速。标清节目文件采用25Mbps编码, 因此需要二级整备的单流带宽达到40Mbps以上, 由此可见单FSI卡最多同时读出2线程时可满足需要;当配置单FSI卡单线程时, 可实现单流带宽最大。

c.文件传输总带宽的计算

现址的标清节目文件采用25Mbps编码, 需要支撑新址23个常规标清频道的标清节目备播任务, 按每天首播60%全部为标清磁带节目来计算。

一个小时标清节目文件的容量:

一个频道1天传输的总容量:

按需求每天要在10小时内全部传送完成, 每个频道需要的带宽为:

所有频道需要的总带宽为:

由于FSI卡数量相对充裕, 所有FSI卡的总带宽大于FTP迁移服务器的带宽, 因此总带宽的瓶颈在FTP服务器, 根据所有频道所需总带宽和FTP服务器实测带宽可得:828Mbps/300Mbps=3, 即至少需要3台FTP服务器同时迁移才可完成所有的备播任务。

d.传输设备配置情况说明

由以上计算可见现址需配置3台FTP服务器, 且每台FTP服务器上配置的FSI卡的总带宽需要与300 Mbps相仿, 因为FSI总带宽过小会造成迁移总带宽降低不能满足迁移总时间的要求, 若FSI总带宽过大会造成带宽浪费, 被FTP服务器的总带宽所限制, 综合考量后最终在每台FTP服务器上配置4块FSI卡, 单卡限制使用单流传输, 以此可以实现最大的单流带宽使传输达到3倍速, 同时总带宽约为280Mbps~320Mbps, 与FTP服务器带宽匹配。

三总结

内容适配技术研究综述 篇8

随着电子技术、通信技术和网络技术的发展,人们可以随时随地的接入内容服务。例如:人们可以通过手机接收新闻;可以通过掌上电脑进行移动学习;可以通过PDA查找网络图片等。内容服务的终端设备和网络连接方式呈现出多样化趋势,形成了异构的服务环境。然而,由于终端设备能力的限制(如:计算能力,存储能力,屏幕尺寸等),以及网络特征不同(如:传输速率,丢包率,延迟时间等),随时随地接入内容服务的服务质量难以保证。如何在异构的服务环境中开展内容服务成为内容服务领域新的问题和挑战。针对这一问题,研究人员提出了通用多媒体接入(universal multimedia access)的概念[1,2,3,4],即:在异构的服务环境中,实现对内容无缝、平滑、个性化的访问模式。近十几年来,作为实现UMA的主流技术,内容适配技术得到了广泛的关注和研究。

内容适配是指在内容服务过程中,内容根据服务环境的不同而变化,以适应服务环境过程。许多标准化组织针对内容适配技术已经展开了标准化工作,其中具有代表性的是ISO/ICE的MPEG(Moving Picture Experts Group)工作组制定的MPEG-21标准[2,3]。MPEG-21提出了内容适配框架如图1所示。

MPEG-21内容适配框架主要包括两个部分:适配决策引擎(Adaptation Decision-Taking Engine:ADTE)和比特流适配引擎(Bit-stream Adaptation engine:BAE)。适配决策引擎根据服务环境和适配质量决定比特流适配操作和操作参数;比特流适配引擎利用适配决策引擎的决策结果将原始内容转变为适配内容。MPEG-21标准化的重点是内容描述和服务环境描述,并提出了相应的信息描述元数据标准。内容适配技术并不是一个单一的技术,而是一套技术体系[5,6],其中包含诸多问题。关于内容适配技术中存在的各种技术难题,国外相关研究较多,但国内研究却较少见诸文献。因此,以下将从内容适配系统类型、服务环境数据交换、内容描述、比特流适配和适配决策五个方面,介绍内容适配技术的相关研究,以便于研究人员了解这一新的研究领域。

1 内容适配系统类型

目前,按照内容适配系统中各个组件的物理部署方式,可以将内容适配系统分为三种类型,即:客户端适配系统,服务器端适配系统和代理端适配系统。

(1)客户端适配系统

客户端适配系统实在客户端实现内容适配的系统类型。内容服务器端不必为不同的客户端准备不同的内容,或执行内容转换[7]。例如,智能手机用户可以直接访问百度主页(www.baidu.com)。该类型内容适配系统最大的优点是在内容适配过程中,不必传输客户端能力和用户偏好数据,从而在不增加网络负荷的条件下实现UMA。但是,这种内容适配系统存在两个问题。第一,虽然随着电子技术的发展,客户端设备无论从计算能力,还是存储能力上都有了很大的提高。然而,内容适配的比特流适配(如:编码转换、模式转换、内容选择等)对计算机能力和存储能力要求很高,普通的移动终端设备难以满足;第二,尽管系统不需要传输部分服务环境数据,但是对内容没有做任何处理。因此,对于客户端能力要求高的内容(如:视频内容),客户端适配系统无法处理。所以,客户端适配系统只适合轻量级内容适配。

(2)服务器端适配系统

服务器端适配系统是在服务器端实现内容适配的系统类型[8,9]。因此,服务器除了提供内容服务之外,还要实现适配决策和比特流适配等功能。该类系统的优点在于,要进行适配的内容在服务器端,避免了内容的重复传输;通常服务器计算、存储能力强,可以完成计算和存储需求较大的内容适配。这类系统存在缺点是,内容适配将额外消耗服务器的计算和存储资源,当内容适配占用资源过多时,将影响服务器提供正常的内容服务。根据文献[9]研究,当同时存在8～10个内容适配请求时,服务器将产生过载现象。因此,服务器端适配系统适用于内容适配并发量小的服务。

(3)代理端适配系统

所谓代理端适配系统是指内容适配通过代理服务器实现的系统类型[10,11]。代理端适配系统的内容适配过程框架如图2。

代理端适配系统具有两个优点。第一,由于代理服务器(有时也称为中间件)的加入,实现了透明的内容适配。内容适配的整个过程对于客户端和服务器都是透明的,它们不需要作任何改变就可以实现内容适配。第二,代理端适配系统能够解决其它两类系统存在的问题。既支持大计算量内容适配,也可以满足多并发的内容适配情况。代理服务器适配系统不足之处在于,该类系统增加了代理服务器的软、硬件开销;另外,客户端和服务器之间不是直接进行内容传输,从而增加了内容传输时延。国外关于代理端适配系统的研究集中在代理服务器的分布结构。目前主要有两种分布体系。第一种采用单层多节点的体系结构;第二种采用多层多节点的体系结构。前者在网络中配置多个服务器代理,每个代理都能独立完成完备的内容适配。通过设计合适的算法和策略实现负载的均衡。后者把代理服务器组织成多个层次,通过将内容适配功能细分为多个子功能,并将不同的功能部署于不同层次的代理服务器,通过层间代理服务器的配合实现内容适配。

2 服务环境数据交换协议

服务环境数据是设备能力、网络特征、用户偏好及自然环境等信息的载体。服务环境数据交换协议是客户端和内容适配服务器之间,交换服务环境数据的约定。根据文献调查,目前为止已经有四个数据交换协议。

(1)HTTP交换协议

超文本传输协议(Hypertext Transfer Protocol:HTTP)是最早包含服务环境数据交换约定的数据交换协议[12]。客户端在发出HTTP请求时,通过头部设定的字段,实现与内容适配服务器交换服务环境数据。HTTP头部描述的服务环境字段包括:接受媒体(Accept),接受字符集(Accept-Charset),接受编码(Accept-Encoding),接受语言(Accept-Language)和用户代理(User-Agent)。q为品质因子,反应用户对所选类型的偏好程度。表1为一个HTTP头部设置及其含义的实例。HTTP实现服务环境数据交换过程中无需增加新的协议内容,使用简单方便。但是该模型只局限于描述客户端的浏览器功能,而没有考虑服务环境中的其它信息;此外,这种服务环境数据交换是一种单向的方式,没有协商的过程。

(2)CC/PP交换协议

CC/PP交换协议是W3C提出的基于HTTP扩展框架的传输服务环境数据规范。它规定了两个新的请求头部字段,一个响应头部字段[13]。其中请求头部字段用于从客户端向内容适配服务器传输一个或多个服务环境数据集合(即CC/PP文档)的统一资源定位符(URL)。响应头部字段用于内容适配服务器向客户端发送服务环境数据能否正确处理的信息。CC/PP交换协议是一种双向的数据交换协议。因为HTTP扩展框架存在许多不足之处,并且随着简单对象访问协议(Simple Object Access Protocol:SOAP)的流行,所以该协议只是停留在实验阶段,并没有广泛应用。

(3)UAProf交换协议

UAProf交换协议是OMA(Open Mobile Alliance)提出的传输服务环境数据规范。它包括两个协议:无线HTTP协议和无线事务协议[14]。无线HTTP协议提供与CC/PP交换协议等效的功能,但是传输服务环境数据模型遵守UAProf规范。无线事务协议是基于无线应用协议(Wireless Application Protocol:WAP)传输服务环境数据的约定。为了减小请求消息的数据量,无线事务协议客户能够在网关缓存请求头部,直到事务结束。这种缓存头部称为事务头部。它在事务建立时由客户端发送给网关。在整个事务期间,客户端可以通过恢复操作更新事务头部。任何时刻客户端或网关都可以终止旧事务、启动新事务。UAProf交换协议针对于无线通信设计,所以在应用范围上有局限性。

(4)Opera交换协议

Opera交换协议是由Tayeb等研究人员在完成Opera项目时,提出的服务环境数据传输的协议。在他们的研究中,使用自行设计的数据模型(Universal Profiling Schema:UPS)描述服务环境信息[15]。考虑到CC/PP交换协议的问题,Opera交换协议定义独立的通信协议。该协议通过优化处理,只传输有用信息。它定义的最小消息集如下表2:

这些消息在位于客户端和服务器端的服务环境数据监听模块之间交换。对于同一事务中服务环境信息变化的情况,该协议采用两种解决方案。第一种方案重新发送服务环境数据;第二种方案发送服务环境的数据变化。Opera交换协议的优点是,通过将消息协议和通信协议分开,克服了CC/PP等交换协议对通信协议的依赖。Opera交换协议存在不足在于,对于一个完整的事务,有很长时间用于服务环境数据的交换,而不是真正的内容传输。另外,在实现过程中,客户端和服务器端都需要设计服务环境数据监听模块,增加了实现难度。

3 内容描述

所谓内容描述是通过元数据描绘内容的属性,以便于内容的索引和检索。在进行比特流适配时,必然涉及内容的检索问题。为高效的检索到所要求的内容,一种有效的技术手段是采用元数据描述内容的特征属性。关于内容描述研究,MPEG工作组做了大量工作,并制定了相应的标准——MPEG-7。MPEG-7标准提供了丰富的标准工具集以描述多媒体内容[16]。MPEG-7的目标是解决多媒体内容的检索、转换、操作等问题。MPEG-7的主要组成元素有:

描述工具:描述工具也称为描述器,它定义了每种属性的语法、语义和描述模式。描述模式规定了不同组件的关系结构和语义。

描述定义语言(DDL):DDL用于定义MPEG-7描述工具的语法,并且允许创建新的描述方案或描述器。还可以用于扩展或修改已有的描述方案。

系统工具:系统工具用于支持二进制编码,以实现高效的存储、传输、多路描述、内容同步描述和知识产权管理与保护等。

除此之外,国际上关于多媒体内容描述还存在其它的技术标准,如:SMIL,SAMI。SMIL是同步多媒体集成语言(Synchronized Multimedia Integration Language)的缩写,念做smile.它是由W3C(World Wide Web Consortium)组织规定的多媒体操纵语言[17]。SMIL主要用于操纵多媒体片断,对多媒体片断的有机的、智能的组合,并实现不同媒体间的同步。SAMI是微软制定的多媒体同步互交换语言[18],其功能与SMIL相似,也是为实现多媒体内容操纵而设计。

4 比特流适配

所谓比特流适配是指实现内容转换的处理过程。目前,比特流适配可以大致分为三类:内容选择、编码转码和模式转换。

(1)内容选择

内容选择是从服务器所有内容中选取最适合服务环境的内容[1]。内容选择是一种最简单的比特流适配,实现相对容易。但是要求存储同一主题的不同版本的内容,所以将额外消耗服务器的存储资源。内容选择中最核心的问题是,如何组织同一主题的不同版本的内容;如何设计高效的查找算法。

(2)编码转码

编码转码是不同媒体类型的内容或相同媒体类型不同编码之间的相互转换操作[8,11]。目前有三种编码转码:类型间转换、编码转换和参数转换。其中类型间转换是不同媒体类型之间的转换(如:视频转换为图像);编码转换是同一媒体类型不同编码之间的转换(如:GIF图像转换为JPEG);参数转换是同一媒体、同一编码参数的转换(如:图像分辨率由1024*768像素降至320*240像素)。通常编码转码算法时空复杂度高,因此编码转换研究中最关键的问题是,针对不同的编码转码类型,设计高效的转码算法。

(3)模式转换

模式转换是对各种标记语言设计的超文本数据进行转换(如:HTML文档转换为WML文档)[19]。模式转换的方法有两种,第一种是通过映射表,直接实现转换;第二种是通过中间文档形式(如:XML文档),在采用样式表转换(如:eXtensible Style Sheet Language Transformations:XSLT)实现间接模式转换。方法二实现简单且有通用性,所以对于模式转换问题多采用这种方案。

5 适配决策

适配决策是根据服务环境信息决定适配内容。目前,常用的适配决策模型有四种:

(1)最优化模型

最优化模型将优化理论引入适配决策,适配决策抽象为带约束的优化模型[20,21,22]。典型的最优化适配决策模型如式(1)。

其中X是适配内容向量,F(.)为目标函数,hi(.),gi(.)为约束条件。这种模型的求解算法有两种。第一种是基于Pareto边界的搜索算法。Pareto边界法的最优化适配决策模型求解算法概念清晰,并易于计算机实现,但是Pareto方法可能得到多个局部最优解。第二种方法基于动态规划。文献[21]将动态规划中Viterbi算法应用于内容适配,寻找最优的内容版本提供给用户。通过实验,作者证明了这种近似算法在保证精度的情况下,能够维持算法执行性能。动态规划法克服了Pareto边界法的可能获得多个最优解的问题。

在最优化模型研究中,除了设计模型求解算法外还有其它的问题。例如目标函数设计问题。目标函数的形式直接决定了求解算法的难度。尤其在内容服务中,有很多因素是具有主观性(如:用户喜好),不易量化,因此建立与这些主观因素相关的目标函数就十分困难。目前,设计目标函数的方法有两种。一种是根据经验提出经验函数模型。另一种是先给定函数模型形式,通过样本训练确定精确的目标函数。

(2)状态空间决策模型

状态空间决策模型将同样主题的所有内容集合视为状态空间,适配决策为从内容的初始状态(原始内容)向终止状态(适配内容)迁移的过程。在这种适配决策模型中存在两个重要的问题:1).如何设计计划器(planner);2).如何优化适配计划。对于第一个问题,文献[23]提出了一种设计策略,即:将用户申请主题的任意内容作为内容空间的初始状态。通过分析服务环境得到满足服务环境限制的适配内容,并将其作为终止状态。通过比较两种状态的差异,最终生成适配计划。显然适配计划不唯一,当原始状态和终止状态相同时,可能生成多种适配计划,其中一定存在优化的方案。文献[24]提出了一种优化适配计划的生成策略。基本思想是将内容适配划分为独立的服务算子,然后定义服务代价。因此适配计划生成问题就转变为是服务代价最小的适配路径优化问题。最后应用经典的寻优算法生成最优适配计划。状态空间适配机制应用了矩阵论理论,将内容适配视为状态的迁移过程,有牢固的理论基础,能够很好的解决编码转换问题。但是,对于内容选择问题不能解决。另外,在该机制中如何划分适配算子,如何定义内容状态,有待进一步研究。

(3)专家系统模型

专家系统模型基于规则和推理实现适配决策。专家系统是人工智能的一个分支。它利用应用领域的一些经验和一定的推理规则,解决应用领域的具体问题。文献[25]提出了一种将专家系统应用于适配决策的模型。对于适配决策的实现采用基于规则的专家系统,并设计三个规则库组成完整的知识库。其中包括用户特征规则库UPRs,设备能力规则库TCRs和控制模式集CPS。UPRs和TCRs用于支持推理,根据HTTP请求得出用户偏好和设备能力;CPS用于产生适配参数,控制适配引擎得出正确的适配内容,其实质是从用户偏好、设备能力到决策的映射。将专家系统引入内容适配,是实现决策引擎的一种简单、实用的方法。但是也存在许多问题。如:专家系统的实现依赖于经验,如何获取、描述经验本身是一个难题;其次,随着经验的不断增加,如何有效的检索、更新、管理这些经验是另一个问题;最后,利用专家系统做出的决策可能不是最优决策,如何优化决策也是专家系统模型研究的问题。

(4)过滤决策模型

所谓过滤器适配机制是按服务环境信息,将适配决策器设计成一个个的过滤器,通过层层过滤的方式实现适配决策。Mohan等人提出了一种通过过滤器实现内容适配的软件架构[1]。在这种软件架构中,设计了许多功能相对对了的过滤器,当用户提出服务请求时,该请求经过一个过滤器链的作用,最终得到适配的响应。在此过程中,并不是所有的过滤器都将起作用,部分过滤器是可选的,具体选择那些过滤器组成过滤链由transcoding servlet利用过滤器配置信息决定。这种适配机制实现的难点在于:1)如何设计过滤器配置文件,以决定过滤链;2)怎样设计过滤器。过滤决策模型的优点是逻辑层次清晰,易于实现。

6 结束语

适配系统 篇9

移动 (手机) 消费者需要访问广泛变化的Internet内容:新闻、银行业务、拍卖、博客、照片、电子邮件、社会网络以及购物等。但允许移动设备使用者无拘无束地访问Internet会导致危险—未经改写的内容会过度占用内存、屏幕大小限制以及手机的有限带宽。此外, 过长下载的时间和不一致的导航也导致了不良的用户体验。为了使内容在移动设备上可以访问, 不得不在仅使用于移动设备的站点、运营商的“围墙花园”以及门户站点建立适用于移动设备的版本。然而, 这样的解决方案昂贵且限制消费者的选择。

WEB网关的无线互联网系统集成了手机页面智能适配技术, 通过网页适配模块, 统一策略管理模块、用户管理系统等, 提供一整套完整的运营商级的手机页面自动适配系统, 可以同时为大容量移动在线用户提供平滑的移动互联网访问服务, 并可提供更好的业务模型。通过使用内容适配技术, 动态地、透明地、智能地适配全部网页以在手持设备屏幕上显示, 而取代分离的移动专用内容。入网用户能使用真正的Internet, 就像使用成熟的网络浏览器看到的一样。此外, 通过在服务器上获取并适配内容, 客户端只需下载简化后的页面, 手机页面适配技术提供了动态快捷的浏览和导航功能。

WEB网关可为移动网络运营商提供运营商级的商业基础解决方案, 用来向其WAP 2.0的移动用户提供全HTML的网络浏览方式。手机适配的功能模块使运营商快速展开一个新的Internet服务, 这些服务之前可能是仅适用于便携笔记本、智能手机和其他高端设备上的。这样便能够增加每个用户的平均收益 (ARPU) , 大大提高用户的品牌忠诚度。

手机页面适配的功能可以同时提供在适配的内容中插入广告。广告功能模块提供非比寻常的设备敏感及客户敏感的广告运作支持。运营商可以促销其自有产品, 也可以从第三方广告中获得可观的收入。

作为一个高度集成的能提供多种IP服务的移动数据业务提供和管理平台, 它能对用户访问互联网的WEB流量提供加速、适配、内容过滤、手机广告、手机互联网视频适配等多种服务能力, 并提供详细的用户移动互联网行为数据, 在简化和整合运营商的核心数据网络的同时, 帮助运营商进行经营分析, 提高运营效率, 使运营商收益最大化。

2 WEB网关系统结构

2.1 WEB网关的系统模块

WEB网关的典型架构如下面的示意图所示:

WEB网关是一个模块化的开放的平台架构。WEB网关软件可以运行于标准的硬件服务器, 包括SUN公司, IBM公司的UNIX服务器, 从而保证了很好的扩展性。

WEB网关核心软件平台, 提供了统一的系统管理, TCP协议栈处理, 业务选择、用户数据库管理和session管理等功能。平台式集中处理提高了网络效率, 同时, 核心软件平台有开放的第三方接口, 很容易集成第三方提供的IP服务。

WEB网关上层是各种业务应用模块。

经营分析系统运行于核心软件平台并独立于各业务模块, 基于用户的访问明细, 可提供丰富的用户行为统计分析。

2.2 WEB网关的高可靠设计

WEB网关运行在运营商的网络中, 承载着大量实时用户访问请求, 通过如下的网络技术来平滑地处理大量并发用户请求:

负载均衡器:采用1+1的备份方式, 两台负载均衡器以主备方式工作, 如果处于工作状态的负载均衡器出现故障, 备用的负责均衡器将接管所有的工作。

管理服务器:采用1+1的备份方式, 两台管理服务器以主备方式工作。在任何一台上可以查看当前的主备状态, 主用的服务器对整个集群有控制权, 在服务器中的动态保存的用户会话状态数据和长期保存的用户个性化数据, 都会在两个服务期间实时同步, 当任何一台故障时, 另一台可以接管集群管理工作而不造成用户会话的中断。

页面适配服务器:采用N+1的备份方式, 服务器负责将请求均匀分配在各台页面适配服务器上, 当任何一台页面适配服务器故障时, 管理服务器会将其从列表中去除, 该服务器的负载将被重新分配在其他活动的页面服务器中。系统支持通过扩容服务器的方式平滑增加WEB网关的处理能力, 容纳更高的并发用户数。

3 手机页面适配技术概览

3.1 手机页面适配流程

WEB网关集群中的组件以及设备浏览器协同工作以提供内容适配服务。无需额外的客户端下载, 仅利用现有浏览器, 手机页面适配就可以为客户提供服务, 内容适配的一般过程如下:

(1) 用户启动手机浏览器。通常, 浏览器启动后显示一个门户页面, 该页面有常用链接及用户输入URL的表单。用户通过内建的浏览器控件输入URL, 然后通过无线网络发送标准HTTP请求。

(2) HTTP请求通过无线网络之后, 被WEB网关集群中运行在手机适配模块的网络代理拦截, 并进行内容适配的请求, 系统会将其识别为适于适配的请求。可以基于来源IP地址、RADIUS属性 (例如MSISDN, APN, SGSN IP等) 对用户进行识别与分组策略管理。也可以对于某些特定的域或者URL禁用服务选择。

可以选择相应的广告模块, 在适配的同时启用广告服务。

(3) 如果检测到HTTP请求需要内容适配服务, 它将会将请求发送到页面内容适配代理 (CAP) 。内容适配请求包含下列信息:请求URL及原始头信息;头信息包含来源及目标身份证明 (IP地址、端口、请求的域) ;头信息包含用户的唯一标识;头信息能够标识用户设备及用户代理 (从手机设备库查询) ;头信息能够唯一标识该请求;头信息表明该请求是否可以接收广告。

3.2 手机页面适配效果说明

手机上访问WEB页面, 经过WEB网关适配后, 可形成手机便于浏览的小页面, 同时访问速度得到了优化与提升, 也缩减了打开页面所需的内存空间, 提高了手机访问的稳定性。适配后的手机页面不需要左右滑动, 仅需上下滑动, 符合手机的阅读习惯, 子页面的划分及图片的压缩处理, 可有效利用手机的内存特点, 增强稳定性及页面打开速度, 适合各种类型的可上网手机, 能覆盖主流的2G/3G手机。

3.3 手机页面适配实现的关键功能

WEB网关通过手机页面适配技术可提供如下的关键功能:

(1) 页面首尾导航栏设置, 可方便地在适配后的子页面中进行切换跳转, 并可内嵌导航页面等扩展功能。

(2) 页面热键设置, 可定义手机键盘的快捷操作方式。

(3) 页面缓存功能, 提升手机用户的访问速度。

(4) 图片适配技术, 动态压缩图片, 方便手机用户浏览, 提升图片下载速度。

(5) 广告插入模块。

(6) 采用Small-Screen Rendering TM (SSR) 技术, 透明地改变网页内容。

小屏幕显示 (SSR) 算法将页面重新格式化为一列, 仅可以通过垂直滚动进行阅读 (某些情况例外) 。如果设备没有足够的内存能显示整个页面, 则网页会被分为尺寸小些的另外带有导航链接的子页面。

可以支持以下格式的输入:HTML, XHTML-MP, XHTML, CSS及WML等页面格式与元素。

支持各种图片的识别压缩与优化, 如GIF87, GI89a, JPEG, BMP, ICO, WBMP和PNG图像的尺寸并将其优化。

支持页面字体大小设置, 支持页面标题设置, 页面框架识别, 页面表格适配, Java Script, Cookie处理等。

摘要：无线互联业务的WEB网关是一个能解决用户用手机直接访问互联网所面临的各种主要障碍的节点。作为一个高度集成的能提供多种IP服务的移动数据业务提供和管理平台, 它能对用户访问互联网的WEB流量提供加速、适配等多种服务能力, 并提供详细的用户移动互联网行为数据, 激发相当多手机用户的访问互联网需求, 形成长期、稳定的数据业务量。通过在网络侧引入“WEB网关”, 面向所有通过移动设备接入移动互联网的用户提供浏览类业务的内容加速、内容适配等功能, 以提高手机终端用户的网页浏览体验。