嵌入式系统相关技术研究与实践

# 嵌入式系统相关技术研究与实践 ## 1. 基于共享空间的服务发现机制 ### 1.1 共享空间基本操作 在服务发现场景中，若没有合适的共享空间（SharedSpace），用户可以创建一个带有标识的新共享空间，并将该标识告知所有连接到服务器的用户，以便他们可能加入。若共享空间不再使用，可从共享空间服务器中移除。共享空间需要具备服务器和用户功能： - **服务器功能**：能够为每个共享空间创建数据库，还可对用户进行认证和授权，实现访问控制。 - **用户功能**：用户可连接到服务器，生成用于选择共享空间的用户界面（UI），并利用多播发现方法（如 mDNS）在本地网络进行服务发现。 ### 1.2 共享空间服务发现机制特点 该机制具有以下显著特点： - **多用户参与**：不局限于两个参与者，一个共享空间可支持两个以上用户上传服务，形成丰富的服务池。客户端无需事先了解每个服务的详细描述，只需选择要加入的共享空间。 - **多空间加入**：用户可同时加入多个共享空间，使用不同共享空间提供的服务。即便多个子网提供相同服务，用户也可通过子网名称、位置等上下文信息进行区分。 - **自然访问控制**：仅在共享空间内共享服务信息，实现自然的访问控制。 ### 1.3 面临的问题及解决方案 该机制虽能在无特定服务描述的情况下发现本地网络内外的各种服务，但需解决客户端如何在众多可用共享空间中选择合适的共享空间参与的问题。具体要求如下： - 每个子网至少有一个客户端，用于注册和访问服务。 - 若子网中无用户，可分配一个名义客户端将固定网络上的服务注册到特定共享空间。 - 共享空间的标题获取问题可通过互联网信使、电子邮件、语音通信等辅助通信渠道解决。 ### 1.4 实际实现 使用 Obje 中间件实现该方案并验证其效率和能力。Obje 是一个支持重组计算的基于 IP 网络的对等通信中间件。以包含两个子网的网络配置为例： | 子网名称 | 包含设备 | | ---- | ---- | | My Home | 网络摄像头、麦克风、电视机、PC | | Parent’s Home | 网络摄像头、麦克风、电视机、PC、网络数字相框 | 用户 2 使用 PDA 连接到 Parent’s Home 网络后，具体操作流程如下： 1. PDA 内的客户端搜索本地网络上的可用服务，并将其提供给用户 2。 2. 客户端访问共享空间服务器，获取共享空间列表，加入用户 1 在 My Home 创建的“Birthday Plan”共享空间。 3. 用户 2 获取 My Home 和 Parent’s Home 的服务引用，并将其发送给 Obje 中间件。 4. Obje 展示服务的具体信息。 5. 用户 2 通过 Obje 用户界面，将 My Home 的电视机、网络摄像头、麦克风和扬声器分别连接到 Parent’s Home 的对应设备，与用户 1 进行视频会议。 用户应用的 UI 由左右两个面板组成： - 左面板显示在本地网络和通过共享空间发现的组件。 - 右面板显示共享空间列表和相应的控制按钮。用户可通过拖放操作连接感兴趣的组件。 ```mermaid graph LR A[PDA 连接到 Parent’s Home 网络] --> B[搜索本地网络服务] B --> C[访问共享空间服务器] C --> D[获取共享空间列表并加入 Birthday Plan] D --> E[获取服务引用] E --> F[发送服务引用到 Obje 中间件] F --> G[Obje 展示服务信息] G --> H[用户 2 进行设备连接和视频会议] ``` ## 2. 使用 JavaBean 接口工具和 SystemC 引擎开发虚拟原型 ### 2.1