终端模式系统设备发现与帧缓冲服务端的研究

摘要

随着嵌入式技术、网络技术以及汽车技术的发展，车载信息娱乐系统已成为现代汽车发展的新趋势，与此同时Android智能手机的使用正愈加普遍化，如何使驾驶者能无缝连接并通过车载信息娱乐系统的触摸显示器显示和控制手机应用，大力提升电话、导航、社交活动和音乐等车载服务的可用性，正成为近年研究的热点问题。本文所研究的终端模式系统可以满足这一需求，它基于VNC(Virtual Network Computing，虚拟网络计算)实现，分为手机服务端和车载客户端，本文主要针对手机服务端进行研究。
　　本文以将VNC应用到车载系统中实现终端模式所存在的问题以及移植过程中的问题为研究对象。首先选取了一款开源的VNC软件对其进行了深入的研究，了解其架构和原理，结合终端模式的实际需求，分析了现有VNC系统所存在的问题，主要问题包括:
　　(1)需要用户必须手动输入IP地址和端口信息，这对于普通用户来说显得非常的繁琐，降低了用户体验;
　　(2)存在刷新率不高的问题，使得车载终端系统在屏幕显示更新上不能及时与手机同步，同时在操作上还不够流畅，影响用户体验;
　　(3)现有的VNC系统还不能实现滑动触摸功能。
　　针对这些问题，本文对设备发现和帧缓冲服务端进行了深入研究，提出了相关解决方案，具体包括:
　　第一，针对问题(1)，本文通过对设备发现技术的深入研究，采用了两种方法:IP固定法和集成UPnP,最终客户端连接服务端时无需输入IP地址和端口信息;
　　第二，针对问题(2)，本文深入研究了屏幕热点捕获技术、像素转换算法、图像变换算法和更新发送机制等，并对VNC所采用的RFB(Remote Frame Buffer)协议做了部分修正以适应本系统。其中，为了实现快速检测出变化的屏幕信息以充分利用有限带宽过程中，提出了将屏幕切割为小块的办法，以达到每次只发送变化的区域，以及为进一步减少数据的发送量，对像素格式进行转换;为了更新发送的及时，采用服务器主动式积极更新发送策略;同时，当服务端与客户端屏幕大小不一致时，使用双线性插值算法进行图像变换;另外，对于多客户端的处理，分析了现有并发处理技术，最终采用了动态线程池进行并发处理。最终，本文所实现的终端模式服务端相比于开源VNC系统在性能上有了一定的提高;
　　第三，针对问题(3)，通过对linux下输入事件处理的研究，实现了本系统对滑动触摸事件的支持。
　　最后，本文给出了终端模式服务端的测试结果，同时对本文的工作进行了总结以及针对本文所实现的系统所存在的不足进行了阐述，并对下一步工作提出了展望。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题背景及意义

1．2 课题研究现状

1．3 本文研究内容和组织结构

第2章 相关技术概述

2．1 RFB介绍

2．1．1 引言

2．1．2 显示协议

2．1．3 输入协议

2．1．4 像素数据的表示

2．1．5 协议消息

2．2 VNC研究

2．2．1 VNC介绍

2．2．2 TMS架构

2．3 本章小结

第3章 设备发现技术研究与实现

3．1 研究内容的提出

3．2 设备发现研究与实现

3．2．1 IP固定法

3．2．2 集成UPnP

3．3 本章小结

第4章 帧缓冲相关技术研究与实现

4．1 系统运行时架构设计

4．2 数据处理研究与实现

4．2．1 屏幕热点捕获

4．2．2 像素转换研究与实现

4．2．3 图像变换

4．3 多客户并发处理设计与实现

4．3．1 多客户并发处理方法

4．3．2 动态线程池设计与实现

4．4 事件处理设计与实现

4．4．1 键盘事件

4．4．2 鼠标和触摸事件

4．5 更新发送机制研究与实现

4．5．1 更新发送机制比较

4．5．2 TMS更新发送机制的实现

4．6 本章小结

第5章 终端模式服务端的测试

5．1 测试环境

5．2 功能测试

5．2．1 设备上线测试

5．2．2 同步显示测试

5．2．3 多客户端测试

5．2．4 输入事件响应测试

5．3 性能测试

5．4 本章小结

第6章 总结和展望

6．1 工作总结

6．2 下一步展望

参考文献

致谢