高丙坤，趙 勇

（東北石油大學 黑龍江 大慶 163318）

隨著移動互聯(lián)網(wǎng)在全球的蓬勃發(fā)展，電信運營商投入的不斷加大，基礎設施的不斷完善，使得第三代移動通信技術（簡稱3G）在商業(yè)領域中加速發(fā)展。隨著3G的推廣和普及，以及4G的呼之欲出，以智能手機為主的移動終也不斷搶占傳統(tǒng)的手機市場，其中以Android智能手機為代表的快速發(fā)展尤為引人注目。

三屏融合，指的就是電視、電腦、手機三塊屏幕融合為一。因為“三屏”同時分別代表著后端的有線電視網(wǎng)、寬帶網(wǎng)和電信網(wǎng)，所以繼三網(wǎng)融合后，隨之而來的必然是終端設備的三屏合一[1]。

Android系統(tǒng)是Google公司推出的一個標準化、開放式的開源平臺，采用Linux內核，主要用于移動設備。憑借優(yōu)異的平臺性能、開放的發(fā)展策略、戰(zhàn)略伙伴的支持，Android手機的市場占有率急速提升，目前已占據(jù)全球智能終端（主要是手機和平板電腦）操作系統(tǒng)市場70.1%的份額，Android智能手機的出貨量為1.598億臺（2014年第四季度數(shù)據(jù)）[2]。

Android智能終端設備具備以下特點：

具有強大的無線網(wǎng)絡接入能力，包括現(xiàn)在普遍使用的GSM網(wǎng)絡下的GPRS、以及正在實行的3G網(wǎng)絡、呼之欲出的4G和無線保真局域網(wǎng)（Wi-Fi）。

豐富快捷的開發(fā)工具。Android應用的開發(fā)采用Java，同時也提供其他語言工具接口JNI，工具完備，源碼資源十分充足，開發(fā)者容易上手。

開源開放的平臺。Android的開源特性使其能夠兼容不同的硬件平臺，對硬件的選擇性不是那么苛刻，要求比較低，可以無縫連接多種應用。

Android為代表的智能終端正在用其優(yōu)異的特性在移動互聯(lián)網(wǎng)的應用領域不斷地拓展和加深。本文正是根據(jù)當前移動互聯(lián)網(wǎng)的現(xiàn)狀，同時融合物聯(lián)網(wǎng)以及智能家居等相關的概念和技術，提出的一種基于Android系統(tǒng)的機頂盒及其遙控器的設計實現(xiàn)方案，以Android系統(tǒng)為開發(fā)應用平臺結合相關的硬件資源開發(fā)機頂盒；利用Android系統(tǒng)移動終端自身的相關軟硬件條件，在傳統(tǒng)機頂盒原有功能的基礎上，增加無線路由功能，通過智能機頂盒實現(xiàn)對電視和電腦屏幕的無線控制，最終實現(xiàn)三屏融合。

1 功能分析

傳統(tǒng)的遙控器主要采用紅外遙控的方式，由于功耗和成本的原因，適于工廠化生產(chǎn)，也因此能夠長期應用在家電領域。但是紅外遙控器自身也存在很多不足：受制于遙控方向和遙控距離的影響，給使用者帶來一定的不便之處；人機交互性差，功能單一，難以滿足未來三屏融合的要求；另外，沒有統(tǒng)一的編碼規(guī)定，兼容性也是問題所在，同款產(chǎn)品只能應用于單一電器；不同電器需要使用不同的遙控器，更新?lián)Q代時，產(chǎn)生大量電子垃圾，也不利于環(huán)保，同時還要消耗財力。

基于Android系統(tǒng)的機頂盒遙控器只需要利用移動終端自身強大的運算和存儲能力來實現(xiàn)豐富多樣的控制功能；同時遙控器本質上是屬于應用軟件，用戶不需要購買，只需要下載安裝，不會存在電子垃圾，不需要耗費財力，利于環(huán)保[3]。

傳統(tǒng)的機頂盒結構簡單，功能單一，已經(jīng)無法滿足現(xiàn)在家庭需求。傳統(tǒng)的家庭網(wǎng)絡要包含電視網(wǎng)，寬帶網(wǎng)，電話網(wǎng)。分別由不同電子器件控制才能正常使用，線路復雜，影響美觀度，使用上也比較麻煩。不同的電子設備需要不同的遙控器進行控制，而且遙控器之間互不兼容，給用戶帶來諸多不便的同時，維修更換成本也十分可觀。

2.改革戶籍制度，為賦役征調提供基礎。秦國改革戶籍制度開始于秦獻公改革時期，當時只是為了掌握全國的丁口數(shù)。商鞅變法再次對戶籍制度進行改革，按什伍編造戶籍，“令四境之內，丈夫女子皆有名于上，生者著，死者削”（《商君書·境內》），使戶籍制度更臻完備。其改革意義在于將全國人口直接置于國君控制之下，掌控全國兵源情況，另一方面也使人民擺脫對封建領主的人身依附。商鞅整頓戶籍并不限于下民，貴族人口也要登記戶籍。在對貴族登記戶籍時，不僅要登記貴族本人及其家人的戶籍，而且還包括貴族家庭的奴仆等人口。整頓戶籍使貴族領主原來隱匿的人口均登記在籍，使賦稅的征收及徭役的征派有了更為可靠的依據(jù)。

基于Android系統(tǒng)的機頂盒能夠整合電視網(wǎng)和寬帶網(wǎng)，將二者融為一體。機頂盒只需要一個寬帶入戶線，就能完成上述所需的功能。同時機頂盒自身還能外接存儲設備，進行本地文件管理[4]。Android機頂盒的功能框圖如圖1所示。

圖1 Android機頂盒功能框圖Fig.1 Functional block diagram of Android STB

安裝遙控器的Android終端能夠實時觀看電影、電視劇等各種娛樂節(jié)目。同時能夠控制電視屏幕，進項正常的，電腦屏幕，進項相關的控制。還能將自己正在觀看的節(jié)目直接傳給由機頂盒所組成的家庭局域網(wǎng)中的所有終端設備。在局域網(wǎng)中的終端設備能夠進行即時交互，相互控制，分享正在觀看的內容。真正實現(xiàn)三屏融合，即移動終端屏幕，電視屏幕和電腦屏幕的融合[5]。

2 設計方案

1）Android機頂盒能夠提供多種網(wǎng)絡接口，使其對環(huán)境適應性明顯強于同類產(chǎn)品。能夠代替現(xiàn)在家庭中的路由器的作用，組成家庭局域網(wǎng)，將家庭中的各種終端設備連接到一起。同時各個終端設備通過智能機頂盒，能夠進行交互控制。

2）Android機頂盒包含了多種控制功能，能夠控制電視、電腦等多種終端屏幕。并且不需要用戶支付任何的硬件成本，而且獲取成本也十分低廉，同時具備低碳環(huán)保的特性。

可以利用終端的豐富的傳感器接口提供更加人性化的操作體驗，同時實現(xiàn)美觀的界面，個性化的服務。移動設備可以變成多功能“遙控器”，控制其他終端屏幕，例如游戲手柄等。

智能機頂盒的設計主要包含4個方面：

1）界面交互設計

機頂盒采用Android系統(tǒng)為平臺，界面設計簡潔優(yōu)雅，能夠充分利用Android系統(tǒng)自身十分豐富的控件資源；同時機頂盒后臺服務還具備智能分析處理功能，可以保存、分析和處理用戶的操作使用習慣，并通過網(wǎng)絡將用戶的相關資料備份到服務器。

2）多種傳感器的數(shù)據(jù)采集和分析

利用Android系統(tǒng)的接口，以及自身的硬件的傳感器以及所連接終端的傳感器，可采集相關的交互數(shù)據(jù)。但是要根據(jù)實際場景和設備對采集到的數(shù)據(jù)進行分析處理：移動終端對觸摸屏上的移動、點擊、滑動，能夠經(jīng)過計算、縮放處理等步驟將觸摸軌跡轉化為相對位置移動數(shù)據(jù)；利用加速傳感器獲得3D方向上的數(shù)據(jù)，計算出合成力度值；利用方位傳感器，獲取數(shù)據(jù)，測算移動終端當前的姿態(tài)等。以上數(shù)據(jù)可以在不同的場合下產(chǎn)生不同的控制信息，實現(xiàn)控制。

3）路由器功能和視頻點播

能夠將入戶的寬帶網(wǎng)絡分享成無線家庭網(wǎng)絡和有線網(wǎng)絡，實際上充當了路由器的作用。同時機頂盒是三網(wǎng)融合下的產(chǎn)物，能夠將寬帶網(wǎng)絡變化成有線電視網(wǎng)，無線寬帶網(wǎng)。

4）“受控端”設計

由于智能機頂盒能夠將家庭中的各種終端設備互聯(lián)在局域網(wǎng)中，能夠控制這些終端設備，同時又能夠被控制。各個移動端還能通過機頂盒進行相互控制。因此終端不但需要具備軟件應用和相關的硬件模塊，還要具備網(wǎng)絡功能。

Android機頂盒遙控器的整體流程圖如圖3所示。

Android機頂盒遙控器的設計框圖如圖2所示。

圖2 Android機頂盒遙控器框架示意圖Fig.2 Android sketch of set-top box remote control schematic framework

基于Android系統(tǒng)的自身特性，Android機頂盒與傳統(tǒng)意義上的機頂盒相比，具備多種傳統(tǒng)機頂盒說不能比擬的特點：

圖3 機頂盒遙控器的整體流程圖Fig.3 The overall flow chart of the set-top box remote controller

3 結 論

基于Android系統(tǒng)的機頂盒及其遙控器功能實用，設計新穎，相比于傳統(tǒng)遙控器和機頂盒不但所成本低廉，綠色環(huán)保，還能能夠提供良好的用戶操作體驗，十分符合當前人們的生活理念[6]。從當前的國內外的現(xiàn)狀來看，基于Android系統(tǒng)的機頂盒及其遙控器目前已經(jīng)開始進行市場的測試推廣階段，暫時還未真正形成規(guī)模和最終實現(xiàn)經(jīng)濟效益。但是隨著三網(wǎng)融合的浪潮和移動互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，以及從用戶需求的角度出發(fā)，功能全面，成本低廉，人機交互性良好的機頂盒和遙控器必將獲得發(fā)展契機。型產(chǎn)業(yè)，鼓勵技術創(chuàng)新，使兩化融合成為貫穿工業(yè)信息化進程中新的科學發(fā)展觀念。

[1]百度.三屏融合-百度百科[EB/OL].（2013）http://baike.baidu.com/view/4735686.htm.

[2]百度.Android-百度百科 [EB/OL].（2013）http://baike.baidu.com/view/1241829.htm.

[3]姜凡.基于Android的網(wǎng)絡化遙控器系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[D].武漢：武漢理工大學，2010.

[4]徐智.基于Android平臺網(wǎng)絡電視機頂盒應用程序商店的設計與實現(xiàn)[D].成都：電子科技大學，2012.

[5]田淵青.基于網(wǎng)絡存儲器和機頂盒的家庭多媒體系統(tǒng)[D].上海：上海交通大學，2011.

[6]魏沖，李智浩，于華.淺淡Android系統(tǒng)機頂盒的前景[J].有線電視技術，2012（3）:97-99，109.WEI Chong，LI Zhi-hao，YU Hua.The prospect of android system set-top box[J].Technology of Cable TV，2012（3）:97-99，109.