一種支持ANDROID4.X智能電視電腦一體機設計

　　2.4一體機模擬解碼芯片選擇

　　目前常用的模擬/數字信號解碼芯片都支持PAL/NTSC/SECAM多制式解碼，有些芯片還集成了三通道高速ADC或HDMI接收器等。主流的數字解碼芯片主要有ADI公司的ADV7184/ADV7403/ADV7441、TI公司的TVP5147/TVP5160、NXP公司的SAA711x、MICRONAS公司的VPC3230D、PW公司的PW2300/PW3300等。另外，選擇一體機的解碼芯片時還必須考慮其適應的市場，如北美市場要考慮CCD/V-CHIP和立體聲，歐洲市場則要考慮圖文電視接收和SCART接口等。

　　此處的一體機解碼芯片選用功能較全的ADV744110來支持10位數字處理。該芯片可支持PAL/NTSC/SECAM多制式解碼，擁有兩路HDMI高清輸入，并支持12組模擬信號輸入，輸入的多類模擬信號可以是CVBS全電視信號、YpbPr分量信號、S-Video亮色分離信號和RGB基色信號，具有標清模擬信號去鋸齒濾波器，可節約外加額外的濾波器成本。ADV7441擁有四路150 MHz帶寬的ADC，支持1 080 p的高清信號輸入及SXGA的RGB信號輸入，可自動辨識電視系統(NTSC/PAL/SECAM)，具有VBI功能，軟件完成TELETEXT和CCD/V-CHIP.數字輸出口可以是ITU656ITU601數字色差編碼信號或者24位的RGB信號。

　　2.5調諧器選擇

　　調諧器也稱高頻頭，它通常用鐵盒的屏蔽封裝。調諧器根據接收信號分為模擬、數字、數模一體化三種，其中有些數模一體化調諧器還具備信道解碼功能。調諧器從接收信號的制式上看，模擬信號調諧器可以做到全制式接收，數字信號調諧器的接收按地區分為DVB、ATSC、ISDB、DMB等。

　　同時，數字信號接收還因傳輸的網絡不同，從而實現的信道編碼方式也不相同，如在歐洲有線網絡用DVB-C、地面廣播用DVB-T、衛星廣播用DVB-S、手持設備用DVB-H等。 近年來體積更小的硅調諧器發展迅速，它不用鐵盒封裝，而是直接將硅集成電路焊接在電路板上，從而打破了傳統的調諧器概念，它具有體積小和成本低的優勢。本一體機的調諧器選用NXP公司最新推出的新型數模一體化硅調諧器TDA18274，它不但兼容所有的模擬與數字電視標準(PAL、NTSC、DVB-T、SECAM、DVB-C、ISDB-T、ATSC)，而且TDA18274芯片自身可將中頻信號送至數字中頻解調器TDA8296，從而完成模擬電視解調，并輸出CVBS模擬電視信號，同時它把中頻信號也送到信道解碼器TDA10048，解出數字電視TS流。這部分電路框圖如圖2所示。

　　圖2 一體機電視信號接收電路框圖

　　2.6一體機的觸摸屏與液晶屏選取

　　觸摸屏(touch screen)又稱為觸控面板、觸控屏。當人接觸屏幕上的圖形按鈕時，屏幕上的觸覺信號通過觸摸屏控制板轉化為電信號，送入CPU芯片，經CPU處理，傳送到各種外設顯示，從而完成人機交互。用觸屏的動作取代傳統的鍵盤與鼠標輸入，并借助液晶來顯示畫面，它是構建物聯終端，實現人機交互的最流行的傳感技術。觸摸屏分為電阻式、電容式與壓電式等。因為壓電式觸摸屏同時具有電容屏幕的多點觸摸觸感和電阻屏的精準穩定，有別于電容屏的是，即使戴著手套或是沾水手指仍能進行操作，所以我們選用壓電式觸摸屏。

　　液晶屏幕(包括LCD顯示器和LED顯示器)是以電流刺激液晶分子的方式產生點、線、面配合背部燈管構成畫面的。

　　和傳統的CRT顯示器相比，它體積較大，畫面柔和，畫面不會閃爍，可以降低眼睛的疲勞，本設計選用LED屏。 3軟件系統選用

　　本方案中操作系統選用ANDROID4.X系統，因為此操作系統能很好地支持觸摸輸入功能，而且此系統支持的應用軟件豐富，目前市場上的應用軟件幾乎不用任何修改都可以應用于這個平臺上。與現在市場上流行的一體機相比，本方案僅用一塊PC主板即可實現觸摸功能的電腦電視一體機，既節約了成本，也簡化了安裝。由于采用ANDROID系統，相比基于傳統WIN8平臺的一體機，既大大節約了存儲空間和成本，也解決了目前市場觸摸一體機的啟動速度慢、體積龐大、安裝復雜、板線過多等問題。同時，它作為電視也改變了現在市面智能云電視網絡功能弱、運行速度慢、多塊板組合復雜、使用不方便的毛病。隨著CPU速度提升，北南橋芯片的簡化，系統啟動時間變短，這些制約傳統PC機目前不能在家電領域廣泛應用的瓶頸問題將得到徹底解決，即與PC主板集成觸摸功能的電視功能一體機將成為未來數字家庭的必備首選。隨著觸摸屏輸入取代鍵盤鼠標，語音輸入成熟，用戶操作使用降低功耗，對于傳感器的響應多采用中斷觸發的方式。

　　3.3服務器端軟件設計

　　服務器端的軟件設計中，采用Python設計上位機，負責通過TCP協議同嵌入式控制終端進行通信，將數據寫入數據庫，并且當有學生驗證信息傳來時，可以檢索數據庫進行核對。

　　數據庫采用Mysql，存放來自于無線傳感網的環境參數和狀態信息以及學生的驗證信息，并且可以進行成績和使用時間的統計。采用可以跨平臺的服務器端腳本技術PHP創建一個動態網頁，PHP跟Mysql之間的結合相當好，有利于整個系統的穩定和高效。

　　圖3所示是服務器端的監控頁面圖。

　　圖3服務器端的監控頁面圖

　　4結語

　　物聯網目前還處于起步階段，發展和完善還需要不少的時間，但是必將成為一種新的趨勢，為人們的工作和生活帶來極大的便利。本設計方案實現了一個基于物聯網的智能實驗室的監控系統，通過將網頁服務器和數據庫架構在通用服務器上減輕了下層的工作量，提升了速度和性能，同時能夠加強系統的安全性。