电纸书软硬件系统结构优化设计

论文摘要

数字化阅读方式有效的解决了因信息大爆炸带来的信息存储与查阅难题,它主要包含两方面内容：一是信息的数字化存储；二是阅读方式的数字化。电纸书作为数字化阅读方式的一种,以电子纸为显示器,更加注重用户使用体验的提升。基于E-ink的电子纸是目前电纸书市场的主流显示屏,它以电子墨水技术为基础,兼具传统纸张柔韧、轻薄、可折叠的特性且功耗更低、无背光、不伤眼、无辐射。本文从轻薄化、低功耗、低成本等角度出发对电纸书系统进行优化,优化后的电纸书以嵌入式技术为基础,以电子纸和触摸屏组合实现人机交互,以WiFi和3G为网络接入方式,提供丰富的基于Qt/E的应用功能。在满足记录、保存、查询信息需求的同时,又符合绿色阅读、环保的需求,具有广阔的市场前景和重要的研究意义。在对电纸书产生背景和国内外研究现状以及发展趋势进行分析的基础上,本文介绍了包括电子纸、嵌入式、图形界面应用程序开发以及网络在内的电纸书相关技术理论。本文对系统需求进行了分析,提出了电纸书系统的优化设计方案。硬件方面,在以高性能、低功耗的S3C2440处理器和不伤眼、无背光、类纸化阅读效果好的电子纸搭建的基本硬件平台的基础上,以低成本、高集成度的LBWA18HEPZ-135通过SDIO方式实现无线网络接入,以反应灵敏度高、性价比优良的四线电阻屏实现便捷的输入控制,以体积小,易轻薄化的miniUSB实现USB接口,合理布局整个电路。软件部分,以嵌入式Linux为基础,设计、移植了WiFi、触摸屏驱动以及开源程序Tslib和wpasupplicant,实现对设备的设置、操作及管理：并基于Qt/E设计、开发并优化GUI程序,提供包括文档、图片以及网页浏览、音乐播放、Wi-Fi和3G网络管理、中英文软键盘输入法、计算器及记事本在内的应用功能。优化后的电纸书系统除在功耗、轻薄度和成本等方面有明显改善外,应用功能更丰富,人机交互更友好。完成系统工艺安装后,本文对优化后电纸书系统的稳定性和可靠性进行了相关测试,并对测试结果进行分析及总结。测试结果表明,该系统功能稳定,具有良好的显示效果和操作体验,在轻薄度、功能丰富性等方面得到明显优化,达到预期要求。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 课题背景及意义
• 1.2 国内外研究现状与发展趋势
• 1.3 课题研究内容
• 1.4 本文章节安排
• 第二章 相关技术基础理论
• 2.1 电子纸技术
• 2.2 嵌入式系统技术
• 2.2.1 嵌入式处理器
• 2.2.2 嵌入式系统软件
• 2.2.3 Linux设备驱动程序
• 2.2.4 嵌入式应用程序
• 2.2.5 归纳与分析
• 2.3 网络技术
• 2.4 软件开发环境的搭建
• 2.4.1 安装交叉编译工具
• 2.4.2 构建Qt/E开发环境
• 本章小结
• 第三章 系统需求分析及整体设计
• 3.1 系统需求分析
• 3.2 电纸书系统架构
• 3.2.1 电纸书硬件架构
• 3.2.2 电纸书软件架构
• 3.3 系统的优化
• 本章小结
• 第四章 系统硬件的优化设计
• 4.1 电纸书基本硬件系统
• 4.1.1 处理器最小系统
• 4.1.2 电子纸驱动电路
• 4.2 Wi-Fi接入的优化设计
• 4.2.1 Wi-Fi芯片
• 4.2.2 Wi-Fi解决方案
• 4.2.3 Wi-Fi接口方式的实现
• 4.2.4 Wi-Fi电路的设计
• 4.3 触摸屏输入的优化设计
• 4.3.1 触摸屏技术
• 4.3.2 触摸屏与处理器的接口
• 4.4 硬件布局优化设计
• 本章小结
• 第5章 系统软件优化设计
• 5.1 基于Qt/E的基本应用程序
• 5.1.1 文档及图片阅读器
• 5.1.2 音乐播放器
• 5.1.3 Web浏览器
• 5.2 触摸屏控制功能的实现
• 5.2.1 触摸屏设备驱动的设计
• 5.2.2 基于Qt/E的软键盘输入法设计
• 5.2.3 计算器
• 5.2.4 记事本
• 5.3 WiFi网络功能的实现
• 5.3.1 WiFi设备驱动的设计
• 5.3.2 基于Qt/E的Wi-Fi网络接口设计
• 本章小结
• 第六章 系统调试与分析
• 6.1 系统安装与调试
• 6.1.1 系统工艺及安装
• 6.1.2 系统软件调试
• 6.2 系统硬件测试
• 6.2.1 最小系统调试
• 6.2.2 电子纸显示屏测试
• 6.2.3 触摸屏触摸效果测试
• 6.3 系统软件测试
• 6.3.1 文档及图片浏览功能测试
• 6.3.2 中英文输入法功能测试
• 6.3.3 音乐播放功能测试
• 6.3.4 网络功能测试
• 6.3.5 计算器功能测试
• 6.3.6 记事本功能测试
• 6.4 结果分析、总结与展望
• 结束语
• 参考文献
• 致谢
• 个人简介、在校期间的研究成果及发表的学术论文