基于Linux平台的网络广告机的设计

3 关键算法设计

3．1 数据库设计

根据广告机监控终端所监控媒体种类的不同，使用Sqlite3数据库维护媒体视频播放、图片背景和Qt字幕的信息。数据库原理见参考文献。对于广告机监控管理员以及管理者的身份，需要设计管理者的ID、登录密码和对应的用户名信息，以便对广告机的监控和管理。就视频和图片媒体而言，都涉及对相应媒体对象的插入、删除、更新和播放顺序等控制操作，因此分别设置ID、文件名、加入时间和排序序号来进行相应的维护和控制管理。对应的数据库设计原理图如图3所示。

3．2 广告机显示终端

广告机显示终端的Qt图形界面原理如图4所示。Qt界面的设计原理见参考文献。开发板通电之后，主程序程序开始执行，Mplayer媒体播放器读取存储在开发板上的视频文件进行循环播放，同时将监听自己的本地套接字。当网络通信模块将控制终端传来的控制命令写到Mplayer播放程序的本地套接字之后，Mplayer将根据控制命令执行相应的响应，如暂停、播放下一首、重头开始播放等。Qt图形界面程序开始执行时，先读取本地图片文件和文本文件，进行循环播放。同时，Qt图形界面程序的监听命令线程将监听Qt图形界面的本地套接字。当接到控制命令时，Qt图形界面程序将执行相应的操作，如关闭、打开、更新滚动字幕等。

本地套接字与本地TCP Socket Server端进行通信，并将相关控制命令最终上传，而本地TCP Socket Server命令则是来源于控制中心TCP Socket Client端对控制命令的上传。本地Socket Server套接字的部分控制代码如下：

3．3 服务器控制中心

服务器控制中心通过传递管理员用户的控制命令，来控制显示终端图片、视频以及文字媒体的更新和播放状态的改变。管理者用户通过点击Qt或者Mplayer控制页面的各种控制按钮和媒体更新文件操作，触发监控中心的各种CGI例程，因此监控终端的各种控制操作便与相应的CGI控制操作例程一一对应。CGI例程通过TCP Socket网络通信向显示终端服务器递交相应的控制命令和相关控制信息，就可以完成对各种媒体信息的操作控制。Linux系统网络套接字编程见参考文献。

由图2可知，显示终端分为Qt和Mplayer模块。其中，Qt模块用来播放媒体图片和字幕信息，Mplayer负责播放各种视频文件。对于媒体视频和图片文件信息，控制的方式基本上分为两种：一种是不带上传内容的单纯媒体运行方式的控制操作(如视频文件的播放暂停、视频播放调序等)，只需要点击相关的控制按钮即可完成；另一种是基于文件上传的媒体更新的操作。例如视频文件、图片库的更新等操作。因此，将结合上述不同的控制方式给出广告机字幕滚动、纯命令控制和文件上传的关键算法设计。

Qt更新显示终端滚动字幕的表单部分如下所示：

用户通过Qt控制页面添加更新的文字内容，点击更新字幕按钮会触发改变字幕的CGI例程。qt_change_list．cgi例程将创建从本地到显示开发板上的TCP Socket Server端的TCP套接字连接，并将控制命令"更新文字"与文字内容一起上传到TCP Socket Server端服务器。

广告机控制命令的控制表单部分设计如下：

对于单纯的控制命令，广告机终端的设计比较简单，对于每一种控制命令均对应有不同的CGI例程和命令宏定义，每个例程将对应的控制命令通过Socket上传就可以实现。

上传文件关键表单部分设计：

文件上传将根据Qt图片和视频文件的不同调用相应的上传例程。这里除了要将图片或者视频文件上传到开发板显示终端外，还要向服务器监控中心的Sqlite3数据库中添加相应的资源信息和状态信息，根据前面数据库对不同媒体类别的设计属性域添加相应的相关信息，以便后续的插入、排序、删除和更新操作。其中，使用多线程传输模型设计上传程序my_scp实现对较大视频和图片文件的快速传输，关于多线程编程见参考文献。上传文件的部分代码如下所示：

3．4 监控终端

为了提升安全性能，需要设置用户密码功能。管理员通过用户名和密码的匹配输入后，就可以获得广告机的控制权限。根据广告机媒体类型的不同，分别设计了Qt控制页面、Mplayer控制页面和文件更新控制页面。通过控制不同的控制页面，即可控制广告机的不同媒体播放操作。

结语

本项目设计使用Linux开源系统和软件工具集，构建了基于嵌入式多网络节点、性能优越的广告机系统，最终获得了满意的效果。本系统的设计不但涵盖了Linux系统开发的软件和硬件技术，也涵盖了嵌入式产品设计的各种综合素质和多项技能，具有一定的实用价值。