基于IGRS的數(shù)字電視多屏互動(dòng)關(guān)鍵技術(shù)研究

摘要：數(shù)字家庭多屏互動(dòng)是指通過(guò)無(wú)線連接技術(shù)，實(shí)現(xiàn)不同操作系統(tǒng)、不同終端設(shè)備之間資源共享以及無(wú)縫感知操作，并可以對(duì)多媒體資源進(jìn)行內(nèi)容傳輸、推送等。因此，開展數(shù)字電視多屏互動(dòng)相關(guān)技術(shù)研究具有重要的價(jià)值。論文針對(duì)數(shù)字電視多屏互動(dòng)的互聯(lián)互通問題，提出了基于IGRS的數(shù)字電視多屏互動(dòng)解決方案，給出了系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的整體框架，以及相應(yīng)的軟件的設(shè)計(jì)，搭建了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)并驗(yàn)證了方案的可行性，證明論文的研究?jī)?nèi)容具有一定的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：IGRS協(xié)議；數(shù)字電視；多屏互動(dòng)

中圖分類號(hào)：TP39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

1概述

隨著無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及嵌入式技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)字家庭的概念被提出并逐步完善。多屏互動(dòng)技術(shù)作為其中重要的一環(huán)，對(duì)數(shù)字電視與其它設(shè)備的無(wú)縫互操作技術(shù)的研究意義深遠(yuǎn)。數(shù)字家庭中的多屏互動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)包括嵌入式系統(tǒng)技術(shù)，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，資源管理及服務(wù)技術(shù)和智能互聯(lián)技術(shù)，其中核心技術(shù)是智能互聯(lián)技術(shù)。為了實(shí)現(xiàn)智能互聯(lián)的要求，很多標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)議被提出，包括IGRS，UPnP/DLNA，ECHOET，JINI，OSGI等，其中IGRS是現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)最為廣泛使用的協(xié)議。IGRS（Intelligent Grouping and Resource Sharing）定義了信息設(shè)備資源共享協(xié)同服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)，協(xié)議的提出是為了實(shí)現(xiàn)家庭網(wǎng)絡(luò)及其它場(chǎng)所不同設(shè)備之間的相互感知和互聯(lián)互通。其中數(shù)字電視既可以作為服務(wù)端被控制與推送資源，也可以作為客戶端控制其它的IGRS設(shè)備。

2 IGRS標(biāo)準(zhǔn)體系的研究

IGRS標(biāo)準(zhǔn)的體系框架

標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)制分析

IGRS設(shè)備在正常工作期間，必須定時(shí)向已連接的各個(gè)網(wǎng)絡(luò)中指定的組播地址發(fā)送設(shè)備在線宣告消息。IGRS設(shè)備也可以往指定的組播端口上發(fā)送設(shè)備搜索請(qǐng)求，以查找所在網(wǎng)絡(luò)上已經(jīng)在線的IGRS設(shè)備或設(shè)備組，或者特定的IGRS服務(wù)。

IGRS設(shè)備之間基于UDP的組播查找與單播響應(yīng)無(wú)需事先建立設(shè)備間的連接關(guān)系，但除此以外，其它各種交互均應(yīng)建立在設(shè)備管道的基礎(chǔ)上。通過(guò)IGRS設(shè)備管道機(jī)制，可以將IGRS應(yīng)用交互過(guò)程中TCP連接的創(chuàng)建和管理過(guò)程進(jìn)行封裝并簡(jiǎn)化，但是需要注意的是，任意兩個(gè)IGRS設(shè)備之間在同一時(shí)刻只能建立一條設(shè)備管道。管道建立之后，在兩種情況下應(yīng)該斷開管道連接：一種是雙方設(shè)備中有一方下線；另一種是管道空閑超時(shí)，既管道間長(zhǎng)時(shí)間沒有會(huì)話存在，則任何一端的設(shè)備均有義務(wù)斷開管道。

設(shè)備離線的時(shí)候可能會(huì)有兩種方式，一種是設(shè)備正常下線，會(huì)向多播組發(fā)送下線消息聲明；另一種是設(shè)備的在線宣告有效周期結(jié)束，而有沒有再發(fā)送相應(yīng)的離線消息，設(shè)備組中的其它設(shè)備可以認(rèn)為該設(shè)備離線。

3基于IGRS數(shù)字電視多屏互動(dòng)系統(tǒng)的開發(fā)

數(shù)字電視多屏互動(dòng)需求模型

圖3所示為數(shù)字電視多屏互動(dòng)的UML用例模型，根據(jù)用例模型的分析，整個(gè)系統(tǒng)的功能包括：

用戶可以通過(guò)數(shù)字電視瀏覽、播放局域網(wǎng)中其它IGRS設(shè)備的多媒體資源。

其它IGRS可以將多媒體資源推送到數(shù)字電視上播放。

手機(jī)或Pad客戶端可以對(duì)數(shù)字電視進(jìn)行控制。

數(shù)字電視互動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)交互模型

多屏互動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)建模主要是系統(tǒng)組成類之間的交互模型的建立，定義了類之間交互的接口。數(shù)字電視的動(dòng)態(tài)交互模型如圖6所示，描述了系統(tǒng)從用戶啟動(dòng)多屏互動(dòng)程序到用戶結(jié)束多屏互動(dòng)程序的整個(gè)過(guò)程中，模塊之間的交互過(guò)程。

3.4系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

通過(guò)底層IGRS協(xié)議棧，看門狗程序，主Service程序及多屏互動(dòng)程序的設(shè)計(jì)，最終在智能電視上，實(shí)現(xiàn)了IGRS設(shè)備資源的共享及接受來(lái)自于綁定手機(jī)推送資源、播放控制等功能，用戶可以在不同的移動(dòng)終端操作數(shù)字電視，數(shù)字電視也可以與其它IGRS無(wú)縫銜接、互動(dòng)，圖7與8顯示了實(shí)際的實(shí)驗(yàn)效果。

結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)測(cè)試，數(shù)字電視多屏互動(dòng)程序無(wú)論在框架設(shè)定還是在功能實(shí)現(xiàn)上，都具有可行性和可操作性。但是隨著相關(guān)周邊設(shè)備數(shù)量的逐步提高，系統(tǒng)可能會(huì)面臨其它更多的要求。對(duì)于本系統(tǒng)，在大批量的設(shè)備并行和安全驗(yàn)證機(jī)制，系統(tǒng)在可靠性，以及與其他協(xié)議的兼容性等方面是未來(lái)需要進(jìn)一步研究的課題。

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