展厅用多媒体播放系统

Background

学校科学楼一楼展示了机器人社团的优秀作品,但仅仅只有海报上的文字和图片介绍,比较枯燥无味。于是老师安排某学长制作了一套多媒体播放系统。学长基于现成的某品牌播(kan)(xi)(ji)、Arduino Uno、光强传感器和红外发射器制作了最初版本。原理是:当用户的手指按在装有光强传感器的玻璃上,作为主控器的 Arduino 检测到信号,通过红外发射器向播放器发射播放机配的遥控器的“播放”键所对应的红外信号,播放器接收到信号开始播放。

但控制时常失灵,主控器“一脸懵逼”:“这是天黑了,还是用户手指按下去了?嗯,那我先把红外信号发出去再说。” 加上播放器的屏幕本身质量就差,在闷热的展柜里一直亮着,没过一个星期就坏了。老的系统就一直搁置在那里。

然后学期结束的时候,这锅就我背了。

Solve It

既然光强传感器不靠谱,难以区分是否是手指真的按下了。那就干脆用电容式触摸传感器——它不仅可以准确判断是否是人手触摸的,而且可以隔着一定厚度的玻璃、亚克力等非导电材料感应。

 

既然原有的播放器屏幕不靠谱,那就需要使用普通的电脑液晶屏+电源管理系统——只有当视频播放的时候屏幕电源才打开,否则一直保持待机状态。这样不仅节省电能,还能延长寿命,避免屏幕长时间保持点亮而老化。

 

所以问题来了,播放器(这里指响应触摸事件并读取、解码视频文件,并输出视频信号的设备)用什么呢?就用树莓派(Raspberry Pi)吧——它是一种基于Linux系统的微型计算机。

 

但是。。。树莓派默认是将Micro SD卡作为 Rootfs 的,以前常常因为意外断电,导致Micro SD卡里的文件系统崩溃,树莓派无法启动。或是因为在开机状态下Micro SD卡松动,导致系统崩溃。这卡可真不靠谱。为了解决这个问题,我尝试在 Bootloader 阶段(在 Linux 系统内核启动之前)将Micro SD卡里的预打包的系统镜像复制到内存指定的区域里,然后以内存作为 Rootfs 启动操作系统。这样的话,一旦文件复制完毕,就不需要再依赖Micro SD卡。妈妈再也不用担心Micro SD卡松动或者意外掉电导致各种崩溃啦!

Additional Notes
Traditional Boot-up Sequence:

1. Bootloader
pass the kernel cmdline with "root=/dev/mmcblk0p2" option
load the kernel into RAM
boot the kernel up

2. Linux Kernel
Mount the filesystem in the Micro SD as Rootfs
Start the /sbin/init to initialize the system in the Rootfs
...

RamFS-based Boot-up Sequence:

1. Bootloader
pass the kernel cmdline with "root=/dev/ram0" option
load the kernel into RAM
load the Ramdisk image (aka. prebuilt system image) in the Micro SD into RAM
boot the kernel up

2. Linux Kernel
Mount the filesystem in the RAM as Rootfs
Start the /sbin/init to initialize the system in the Rootfs

...

Features

  • 带硬件加速的视频解码,支持[email protected]视频
  • 自动电源管理(通过HDMI输出开关实现)
  • 基于 RamFS 的 Linaro Ubuntu Vivid 15.04 的操作系统

Downloads

// TODO

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