利用安卓系統(tǒng)手機開發(fā)智能電視

天津市楊柳青第一中學　于承威

利用安卓系統(tǒng)手機開發(fā)智能電視

天津市楊柳青第一中學于承威

智能手機和智能電視大部分都采用安卓系統(tǒng)，利用舊智能手機和普通電視，開發(fā)相應(yīng)的軟件和硬件，可將普通電視改造為智能電視。包括開發(fā)一款手機智能桌面APP，實現(xiàn)手機界面向電視界面的轉(zhuǎn)換，增強操作的舒適性；開發(fā)連接電視和手機的硬件多功能底座，接入手機實現(xiàn)信號傳輸、手機充電、遙控操作、網(wǎng)絡(luò)接入、外接存儲設(shè)備等功能，可適用于不同型號的手機，開發(fā)費用低廉。

安卓；智能電視；手機；底座

1　引言

隨著智能電視的推出，電視功能更加豐富多彩，除了能夠播放電視臺節(jié)目，還提供了更好的、更全面的視覺和聽覺享受。然而由于一般電視機的使用壽命可達10年以上，且更換智能電視花費較高，因此智能電視并沒有完全取代普通電視機，許多人仍繼續(xù)使用幾年前購置的普通電視。

智能手機的推出極大改變了人們的生活方式，而手機的技術(shù)壽命很短，更新速度遠高于電視。更換下來的智能手機往往功能完好，但都被閑置，造成了資源浪費。智能手機主流的操作系統(tǒng)除蘋果iOS系統(tǒng)外，大多運行安卓系統(tǒng)［1］，與智能電視系統(tǒng)一致。普通電視和智能手機組合，通過開發(fā)相應(yīng)的軟件和硬件，可具備類似智能電視的功能。

2　智能電視與智能手機分析

電視機經(jīng)歷了從黑白到彩色、從模擬到數(shù)字、從球面到平面的發(fā)展過程［2］。長期以來，信號接收是普通電視機的主要功能，而當進入多媒體和智能化時代后，電視機技術(shù)也不斷進步，智能化趨勢明顯，出現(xiàn)了智能電視。谷歌的Android操作系統(tǒng)是全開放式系統(tǒng)，軟件開發(fā)者比較容易研發(fā)各種程序應(yīng)用，因此逐漸成為智能電視主流操作系統(tǒng)。

手機誕生十幾年來已經(jīng)深入生活的方方面面，而智能手機的推出更是極大改變了人們的生活方式。智能手機具有獨立的操作系統(tǒng)，可由用戶自行安裝軟件、游戲等第三方服務(wù)商提供的程序，通過此類程序來不斷擴充手機功能，并通過移動通訊網(wǎng)絡(luò)接入無線網(wǎng)絡(luò)［3］。

電視機耐久性好，產(chǎn)品更新周期較長，如LCD液晶普通電視壽命可以達到6萬小時，PDP等離子電視屏幕壽命達5萬小時，一臺電視機使用壽命可達十年。智能視推出的時間并不長，且售價較高，因此，智能電視的推出并沒有完全取代普通電視。手機卻恰恰相反，手機的更新期很短，更新很快，從幾個月到一兩年。根據(jù)互聯(lián)網(wǎng)消費調(diào)研中心的調(diào)查，近50%被調(diào)查者在一年內(nèi)會更換手機。

智能手機和智能電視的都具有獨立的操作系統(tǒng)，都可以實現(xiàn)由用戶自行安裝軟件、游戲等第三方服務(wù)商提供的程序。智能手機與智能電視相比，具有以下共同技術(shù)特點：

（1）具有開放性的操作系統(tǒng)并擁有獨立的核心處理器和內(nèi)存，可安裝更多的應(yīng)用程序；

（2）具備無線接入互聯(lián)網(wǎng)的能力；

（3）可以瀏覽網(wǎng)頁，應(yīng)用多媒體；

（4）可根據(jù)需要，實時擴展機器內(nèi)置功能，以及軟件升級，智能識別軟件兼容性。

由于智能手機和智能電視有如此多的共同點，尤其是Android操作系統(tǒng)手機，所以，可以通過軟件開發(fā)和硬件改造，對舊智能手機和普通電視進行合理再利用，以低廉的成本將普通電視改造為智能電視。

3　開發(fā)方案設(shè)計

開發(fā)方案是通過將普通電視和智能手機相結(jié)合，改造為智能電視。方案包括軟件和硬件兩個部分。一是開發(fā)一款手機軟件，安裝后通過它提供操作輔助界面，實現(xiàn)人機交互功能，實現(xiàn)用戶友好的智能電視控制體驗，增加操作舒適度。二是適配硬件功能，即多功能底座，多功能底座可實現(xiàn)手機接入信號傳輸、手機充電、藍牙遙控操作、網(wǎng)絡(luò)接入、外接存儲設(shè)備等功能。開發(fā)路線見圖1。方案工藝流程見圖2。

圖1　開發(fā)路線圖

圖2　工藝流程圖

相比更換一臺新的智能電視，該設(shè)計方案具有如下優(yōu)點：

（1）利用了舊手機和普通電視機，通過智能桌面APP和硬件設(shè)備，實現(xiàn)智能電視的功能，節(jié)省費用；

（2）除了傳統(tǒng)的遙控器外，還可通過觸摸屏、藍牙遙控操作，更加方便；

（3）利用多功能底座，手機將具備集成多項功能，此外由于現(xiàn)行USB標準的廣泛性和統(tǒng)一性，未來可以實現(xiàn)更多擴展。

4　設(shè)計方案

操作界面的設(shè)計應(yīng)符合智能電視的操作習慣并適應(yīng)屏幕形狀，便于操作。這樣需要有類似智能電視界面的桌面軟件即啟動器支持，并將其安裝在手機上。在本方案里，利用Java語言開發(fā)一款智能桌面APP，通過調(diào)用手機上的相關(guān)程序，實現(xiàn)音樂、視頻播放、上網(wǎng)等娛樂功能。智能桌面APP見圖3。

圖3　智能桌面APP

智能桌面基于Google的Android平臺，采用Java語言開發(fā)。使用了安卓系統(tǒng)的Activity、Service和Intent組件。本程序使用了一些外部資源，通過調(diào)用API來獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。視頻播放、音頻播放使用安卓系統(tǒng)自帶的解碼器來完成解碼，只是在播放界面上作了二次開發(fā)。其他如網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)等，都直接調(diào)用系統(tǒng)的API獲取信息來顯示。其系統(tǒng)流程如圖4所示。

圖4　系統(tǒng)流程圖

硬件方面，要實現(xiàn)手機外接存儲和向電視傳輸信號功能，需要應(yīng)用OTG、MHL或SLIMPORT技術(shù)。OTG是近年發(fā)展起來的技術(shù)，主要應(yīng)用于各種不同設(shè)備間的聯(lián)接，進行數(shù)據(jù)交換［4］。MHL和SLIMPORT是移動終端高清影音標準接口，僅使用一條信號電纜即可通過標準HDMI輸入接口傳輸影音畫面。每款智能手機僅能支持MHL或SLIMPORT一種技術(shù)，為了適應(yīng)更多的手機機型，硬件底座同時采用MHL和SLIMPORT兩種接口技術(shù)，可根據(jù)不同手機進行選擇。硬件的設(shè)計原理和電路圖分別見圖5和圖6。

圖5　設(shè)計原理

圖6　硬件電路圖

硬件功能包括信號傳輸、遙控控制、充電、接入網(wǎng)絡(luò)和外部存儲，將上述功能集成為一個多功能底座。智能手機通過MicroUSB接口和底座相連接，利用SLIMPORT或MHL技術(shù)將手機信號傳輸?shù)诫娨暺聊簧?。遙控設(shè)備通過藍牙與手機匹配后進行操作。網(wǎng)絡(luò)接入利用內(nèi)置路由器實現(xiàn)。留置3個具有外接存儲設(shè)備和充電功能的USB接口。整個系統(tǒng)使用手機充電器統(tǒng)一供電，手機接入即可充電，解決手機續(xù)航問題。

整個設(shè)計所需硬件成本約100元，遠低于新購智能電視的成本。如果進行商業(yè)化量產(chǎn)，成本將進一步降低，且產(chǎn)品質(zhì)量、美觀度、實用性將得到進一步提升。

5　結(jié)語

利用舊智能手機和普通電視，通過開發(fā)智能桌面APP和硬件達到和智能電視相似效果，實現(xiàn)了極大的功能提升，且費用低廉，節(jié)約環(huán)保。采用專用智能桌面APP，實現(xiàn)手機界面向電視界面的轉(zhuǎn)換與優(yōu)化，操作界面簡潔、舒適。硬件功能較完善，具有向電視傳輸信號、充電、遙控操作、網(wǎng)絡(luò)接入、外部存儲等功能，可適應(yīng)多種機型。

利用安卓系統(tǒng)的手機開發(fā)智能電視，可以實現(xiàn)類似智能電視的功能，但還具有進一步優(yōu)化的空間。本方案的軟硬件還可進一步智能化、集成化，也可針對商業(yè)化量產(chǎn)進行品牌定制，將產(chǎn)品做得更加美觀、便攜，未來將有更加廣闊的市場空間。

［1］嚴偉中.安卓系統(tǒng)手機應(yīng)用的趨勢研究［J］.信息安全與技術(shù)，2014，5（5）：11-13.

［2］唐毅敏.數(shù)字電視的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢研究［J］.電子世界，2013（3）：68-70.

［3］劉璐，潘玉.中國互聯(lián)網(wǎng)二十年發(fā)展歷程回顧［J］.新媒體與社會，2015（2）：13-26.

［4］楊國政.USB-OTG芯片設(shè)計及其SystemC交易級驗證［D］.成都：電子科技大學，2005.

于承威（1998—），男，津市楊柳青第一中學高三學生，曾獲省級青少年創(chuàng)新大賽一等獎（計算機類）。