利用安卓系统手机开发智能电视

2016-09-27天津市杨柳青第一中学于承威

电子世界 2016年16期

天津市杨柳青第一中学　于承威

利用安卓系统手机开发智能电视

天津市杨柳青第一中学于承威

智能手机和智能电视大部分都采用安卓系统，利用旧智能手机和普通电视，开发相应的软件和硬件，可将普通电视改造为智能电视。包括开发一款手机智能桌面APP，实现手机界面向电视界面的转换，增强操作的舒适性；开发连接电视和手机的硬件多功能底座，接入手机实现信号传输、手机充电、遥控操作、网络接入、外接存储设备等功能，可适用于不同型号的手机，开发费用低廉。

安卓；智能电视；手机；底座

1　引言

随着智能电视的推出，电视功能更加丰富多彩，除了能够播放电视台节目，还提供了更好的、更全面的视觉和听觉享受。然而由于一般电视机的使用寿命可达10年以上，且更换智能电视花费较高，因此智能电视并没有完全取代普通电视机，许多人仍继续使用几年前购置的普通电视。

智能手机的推出极大改变了人们的生活方式，而手机的技术寿命很短，更新速度远高于电视。更换下来的智能手机往往功能完好，但都被闲置，造成了资源浪费。智能手机主流的操作系统除苹果iOS系统外，大多运行安卓系统［1］，与智能电视系统一致。普通电视和智能手机组合，通过开发相应的软件和硬件，可具备类似智能电视的功能。

2　智能电视与智能手机分析

电视机经历了从黑白到彩色、从模拟到数字、从球面到平面的发展过程［2］。长期以来，信号接收是普通电视机的主要功能，而当进入多媒体和智能化时代后，电视机技术也不断进步，智能化趋势明显，出现了智能电视。谷歌的Android操作系统是全开放式系统，软件开发者比较容易研发各种程序应用，因此逐渐成为智能电视主流操作系统。

手机诞生十几年来已经深入生活的方方面面，而智能手机的推出更是极大改变了人们的生活方式。智能手机具有独立的操作系统，可由用户自行安装软件、游戏等第三方服务商提供的程序，通过此类程序来不断扩充手机功能，并通过移动通讯网络接入无线网络［3］。

电视机耐久性好，产品更新周期较长，如LCD液晶普通电视寿命可以达到6万小时，PDP等离子电视屏幕寿命达5万小时，一台电视机使用寿命可达十年。智能视推出的时间并不长，且售价较高，因此，智能电视的推出并没有完全取代普通电视。手机却恰恰相反，手机的更新期很短，更新很快，从几个月到一两年。根据互联网消费调研中心的调查，近50%被调查者在一年内会更换手机。

智能手机和智能电视的都具有独立的操作系统，都可以实现由用户自行安装软件、游戏等第三方服务商提供的程序。智能手机与智能电视相比，具有以下共同技术特点：

（1）具有开放性的操作系统并拥有独立的核心处理器和内存，可安装更多的应用程序；

（2）具备无线接入互联网的能力；

（3）可以浏览网页，应用多媒体；

（4）可根据需要，实时扩展机器内置功能，以及软件升级，智能识别软件兼容性。

由于智能手机和智能电视有如此多的共同点，尤其是Android操作系统手机，所以，可以通过软件开发和硬件改造，对旧智能手机和普通电视进行合理再利用，以低廉的成本将普通电视改造为智能电视。

3　开发方案设计

开发方案是通过将普通电视和智能手机相结合，改造为智能电视。方案包括软件和硬件两个部分。一是开发一款手机软件，安装后通过它提供操作辅助界面，实现人机交互功能，实现用户友好的智能电视控制体验，增加操作舒适度。二是适配硬件功能，即多功能底座，多功能底座可实现手机接入信号传输、手机充电、蓝牙遥控操作、网络接入、外接存储设备等功能。开发路线见图1。方案工艺流程见图2。

图1　开发路线图

图2　工艺流程图

相比更换一台新的智能电视，该设计方案具有如下优点：

（1）利用了旧手机和普通电视机，通过智能桌面APP和硬件设备，实现智能电视的功能，节省费用；

（2）除了传统的遥控器外，还可通过触摸屏、蓝牙遥控操作，更加方便；

（3）利用多功能底座，手机将具备集成多项功能，此外由于现行USB标准的广泛性和统一性，未来可以实现更多扩展。

4　设计方案

操作界面的设计应符合智能电视的操作习惯并适应屏幕形状，便于操作。这样需要有类似智能电视界面的桌面软件即启动器支持，并将其安装在手机上。在本方案里，利用Java语言开发一款智能桌面APP，通过调用手机上的相关程序，实现音乐、视频播放、上网等娱乐功能。智能桌面APP见图3。

图3　智能桌面APP

智能桌面基于Google的Android平台，采用Java语言开发。使用了安卓系统的Activity、Service和Intent组件。本程序使用了一些外部资源，通过调用API来获取相关数据。视频播放、音频播放使用安卓系统自带的解码器来完成解码，只是在播放界面上作了二次开发。其他如网络状态等，都直接调用系统的API获取信息来显示。其系统流程如图4所示。

图4　系统流程图

硬件方面，要实现手机外接存储和向电视传输信号功能，需要应用OTG、MHL或SLIMPORT技术。OTG是近年发展起来的技术，主要应用于各种不同设备间的联接，进行数据交换［4］。MHL和SLIMPORT是移动终端高清影音标准接口，仅使用一条信号电缆即可通过标准HDMI输入接口传输影音画面。每款智能手机仅能支持MHL或SLIMPORT一种技术，为了适应更多的手机机型，硬件底座同时采用MHL和SLIMPORT两种接口技术，可根据不同手机进行选择。硬件的设计原理和电路图分别见图5和图6。

图5　设计原理

图6　硬件电路图

硬件功能包括信号传输、遥控控制、充电、接入网络和外部存储，将上述功能集成为一个多功能底座。智能手机通过MicroUSB接口和底座相连接，利用SLIMPORT或MHL技术将手机信号传输到电视屏幕上。遥控设备通过蓝牙与手机匹配后进行操作。网络接入利用内置路由器实现。留置3个具有外接存储设备和充电功能的USB接口。整个系统使用手机充电器统一供电，手机接入即可充电，解决手机续航问题。

整个设计所需硬件成本约100元，远低于新购智能电视的成本。如果进行商业化量产，成本将进一步降低，且产品质量、美观度、实用性将得到进一步提升。