（计算机应用技术专业论文）基于java的ip机顶盒浏览器研究与实现.pdf

硕士论文 基于j a v a 的i p 机顶盒浏览器研究与实现 abst ract a s t h e i p t v k e y e q u i p m e n t ,i p s e t - t o p - b o x h a s b e c o m e t h e f o c u s o f w o r l d s a t t e n t i o n . m u l t i - f u n c t i o n a l b r o w s e r i s a n i m p o r t a n t c o m p o n e n t i n i p s t b a p p l i c a t i o n l a y e r . c o m p a r e d t o o t h e r s t b , i p - b a s e d s t b b r o w s e r h a s m a n y a d v a n t a g e s i n t h e i n t e r a c t i v e d i g i t a l c o n t e n t s e r v i c e s s y s t e m . t h e y f a n p r o v i d e a l o t o f f m c t i o n s , s u c h a s v i d e o - o n - d e m a n d , d i g i t a l v i d e o r e c o r d e r s , e l e c t r o n i c p r o g r a m g u i d e s , t e l e v i s i o n b u s i n e s s , i n f o r m a t i o n s e r v i c e s , m u s i c , g a m e s , i p t e l e p h o n y , n e t w o r k， g a t e w a y d e v i c e s a n d w e b b r o w s i n g . t h i s p a p e r i s a b o u t t h e r e s e a r c h o n t h e i p s e t - t o p - b o x b r o w s e r d e s i g n a n d d e v e l o p m e n t t e c h n o l o g y i n t h i s p a p e r . w e h a v e d e v e l o p e d a n e p g b r o w s e r u s e d i n i p s t b w i t h c o n s i d e r i n g t h e s p e c i f i c e n v i r o n m e n t o f d i g i t a l t v . e p g b r o w s e r h a s t h e f u n c t i o n s o f w e b b r o w s i n g , v o d f u n c t i o n s , a n d i t c a n c o m m u n i c a t e w it h o p e r a t i o n s y s t e m o r h a n d l e s t h e e x t e r n a l p l a y e r c a l l t h r o u g h t h e j n i i n t e r f a c e . t h i s p a p e r f i r s t i n t r o d u c e s t h e b a c k g r o u n d o f i p t v a n d t h e c u r r e n t s t a t e o f d e v e l o p m e n t i p s t b .f o l l o w e d i s t h e s u m m a ry o f t h e s t b h a r d w a r e e n v i r o n m e n t a n d t h e s o ft w a r e u s e d i n d i g i t a l t e l e v i s i o n s y s t e m . t h e n a p r o f o u n d d i s c u s s i o n a n d r e s e a r c h o f t h e d e s i g n o f t h e b r o w s e r u s i n g j a v a t e c h n o l o g y w i l l b e g i v e n . f i n a l l y , t h e b r o w s e r i s t h e d e s i g n a n d i m p l e m e n t a t i o n , a n d w e a l s o d i s c u s s e d s o m e c r u c i a l t e c h n o l o g i e s a n d i s s u e s d u r i n g t h e p r o c e s s o f t h i s p r o j e c t . k e y wo r d s : i p t v， s e t - t o p - b o x， b r o w s e r ， j a v a t v a p i ， a wt 声明 本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果，尽我所知，在 本 学 位 论 文 中 ， 除 了 加 以 标 注 和 致 谢 的 部 分 外 ， j ;包 含 其 他 人 已 经 发 表或公布过的研究成果，也不包含我为获得任何教育机构的学位或学 历而使用过的材料。与我一同工作的同事对本学位论文做出的贡献均 已 在论文中作了明确的说明。 。签 名 越玉 巫坷年 若 月 、 学位论文使用授权声明 南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档，可以 借阅 或上网公布本学位论文的部分或全部内容， 可以向有关部门或机构送 交并授权其保存、借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容。对 于保密论文，按保密的有关规定和程序处理。 研究生签名琪车 遂 业 一 、尸 年 若 月 n 日 硕 士 论文基于j a v a 的i p 机顶盒浏览 器研究与实 现 ，绪论 1 . 1 背景 随着互联网技术的普及以及发展， 电信网， 计算机网和有线电视网三网合一的趋 势已 经变得越来越明显， 电脑与电视的界限变得越来越模糊。 数字电视机项盒作为依 托数字电视网的综合信息业务的关键设备之一， 已 经成为信息家电中发展最快、 研究 最多的热门技术之一。 随着网络技术的发展， 通过电视可以做得事情己经和过去有了 很大的不同。 在电视与网络、 计算机的融合下， 电 视系统的骨干与服务商都在继续进 步发展中。电 视系统进一步走向 数字化。 传统的有线电视网以传播音频视频多媒体模拟信号为为主要任务， 而通过利用现 有的i n t e me t 网络来实现数字媒体信号的传播则可以极大地拓展数字电视业务。在当 前传统数据类型如文本， 静态图像等己经远不能满足人们对日 益高速增长的信息获取 的要求， 新的 集成视听、 共享数 据以 及实现交互功能为一体的多媒体数 据成为新的网 络技术增长点， 对视频点播、多媒体新闻发布、 在线直播、电子商务、 远程教育、网 络电台和实时视频会议等各种形式的多媒体综合业务对人们的交流方式产生深远的 影响。 ， . ， . ， 数字电视概述 数字电视( d t v ) 是利用数字化的传播手段提供卫星电视传播与数字电视节目 服 务，从而为用户带来集高品质图 象质量特色化服务内 容于一身的数字电 视频道服务; 是从电视节目 采集、 录制、 播出到发射、 接收全部采用数字编码与数字传输技术的新 一 代电 视。 数 字电 视相 对于传统的 模拟电 视有着很大的 优越性【 1 e 1 . 增加节目 频道，减少传输成本 由于d t v是以 压 缩方式传播节目 ，使得单个节目 所需传输带宽比 模拟电视小的 多一 个模拟频道的带宽可以用来传输6 - 8 个数字频道， 因此在不增加带宽的情况下， 用数字传输方式可以大大节省因 增加电视节目 频道而需要的传输成本， 提高经济效 益。 2 .优美的音质和清晰的图像 由于采用数字形式进行传播和广播， 电视的音视频信息在传送过程中几乎没有损 失， 且由于采用超前纠错的方式， 接收端收到的电视图像极为清晰， 声音悦耳， 带给 观众美妙的感受。 3 .节目丰富，增加互动性 硕 士论文基于j a v a 的i p 机顶盒浏览器研究与实现 由于数据能够和音视频流一起混合传播，这就为交互电视提供了必要的技术基 础. 通过数字电视可以让用户在接收设备上运行很多交互式应用程序， 譬如电子节目 指南( e p g ) 、 股票信息、 游戏等: 还可以开设新的节目 和服务项目 ， 如视频点播( v o d ) 等。 1 . 1 . 2 i p t v简介 虽然数字电视的概念已经深入人心， 但是国内大部分用户还是使用的模拟电视 机。 在我国逐步实现从模拟电视广播向数字电视广播过渡性的进程中， 从模拟广播电 视向数字广播电视转换需要经历一个较长的过渡时间。 而数字机顶盒是这一过渡期间 最好的解决方案， 让用户可以不必需要真正的数字电视机就能够收看用数字电视信号 传送的节目 ，享受数字电视的 优点。 目前市场上流行的数字电视实现方式主要有两种。 第一种是利用广播电缆传输信 号的数字机顶盒， 在这方 面有各个国家的数字电 视标准， 譬如欧洲的d v b - m h p 和美 国的a t s c ， 相应的厂商也推出了很多软硬平台的产品; 第二种则是i p数字电视系统， 即i p t v ( i n t e r n e t p r o t o c o l t v o r i n t e r a c t i v e p e r s o n a l t v ) 或者称为交互式网 络电 视， 是利用宽带网的基础设施，以家用电 视机或者计算机作为主要终端设备，集互联网、 多媒体、 通信等多种技术于一体， 通过互联网协议向家庭用户提供包括数字电视、 流 媒体播放甚至网络游戏等多种交互式媒体服务的崭新技术。 i p t v系 统如图1 - 1 所示 7 1 . 流媒体服务器 i 子邮件服务器 we b 服务器 应用程序服务器 电视用户 图1 - 1 ! p t v系 统 实 现i p t v服务的方式主要有三种: i 宽带+ p c ;数字电 视的功能使用计算机显示器来实现。 2 .集成式的 i p t v电视机。此种电视机内部集成了 处理网 络电 视传输的数字信 硕士论文 基于j a v a 的i p 机顶盒浏览器研究与实现 号， 利用宽带网络接口可以直接将信号接入电视机内部的解码器进行处理输出， 需要 注意的是输出端实际上仍然为模拟电视机。 3 . i p t v机顶盒十 普通电 视机; 这种就是利用i p t v机顶盒来对网络和广播电缆 中传输的数字信号进行处理， 将其转换成为普通电视机能够接受的模拟信号然后在电 视机上进行输出播放。过程如图 1 - 2 所示。 网络链接 图1 一模拟电视的 数字化接收 1 . 1 . 3 i p t v发展现状 i p t v由于其特有的与互联网 联系紧密的特性， 在全球范围都得到快速的发展。 i p t v的全球用户在2 0 0 4 年大约只有1 9 0 万户。 i p t v用户最多的两大营运上分别是 意大利的 f a s t w e b和香港的盈科数码电 讯，它们的用户数占到了全球用户总数的近 7 0 %。 但是预计到2 0 0 8 年将成长为2 5 3 0 万户， 也就是说几乎每年都在翻一番。 i p t v 在服务盈收方面也是突飞猛进，从2 0 0 4 年的6 . 3 5 亿美元到2 0 0 8 年的预计7 2 0 亿美 元，每年增长超过2 0 0 %0 我国的i p t v 业务还处在起步阶段。 2 0 0 4 年根据信息产业部和中国互联网 信息中 心的统计数据显示，截至 2 0 0 4年底，中国己经拥有 1 2 0 万的 i p t v试用户。国际著 名的调查公司i n - s t a t 的调查报告显示:2 0 0 8年北京奥运会举办之后，中国的i p t v 市场将会得到迅猛的发展。 i p t v用户的数量将逐年翻番增长。 预计2 0 0 8 年中国 将用 用4 5 0 万i p t v用户， 而机顶盒市场将会为商家带来1 5 亿人民币的收入; 到2 0 0 9 年 则预计会达到1 4 0 0 万户。 中国拥有电视机的用户多达3 亿， 因此i p t v的发展前景仍然十分广阔。 但是i p t v 在各个方面的建设还处于起步阶 段， 在商业模式等方面还处于摸索阶段， 在技术上还 存在不少等待克服的困难。 1 . 2 本文所做的工作 在论文工作期间，作者参加了 江苏省银河电 子股份有限公司南京研发中心的 i p 电视机顶盒软件研发项目，从而有机会在实践中更加深入了 解i p 机顶盒中j a v a 平台 硕 士论 文 基于j a v a 的 f : 机顶盒浏览器研究与实现 上浏览器实现方案， 使研究和实践相结合。 本课题主要是研究基于i p 机顶盒上j v m平台 上的 浏览器并且 加以 实现。 一个设 计合理的机顶盒浏览器应该具有以下的几个 特点: 1 . 结构合理， 模块化构造，可以 扩充。 2 .界面友好，提供方便的用户交互操作。 3 .占用比较小的系统资源，符合机顶盒的硬件设备运行以及存储能力。 4 . 方便移植， 具有一定的 通用特性。 5 . 提供用户的自 定 义配置能力. 全文一共分为五章，组织如下: 第 一章为 绪论， 介绍数字电 视和i p t v的 概念， 说明了i p t v 和广电 数字电 视d t v 的区别，以及国内外i p t v的发展和前景。 第 二章简要介 绍了ep机顶盒的相关软硬件技术， 包括机顶盒的 结构、 嵌入式浏 览器技术、 e p g技术以及网 络流媒 体传输的 技术。 第三章详 细研究了基于j a v a 的数字电视浏 览器设计技术， 介绍 并分析了j a v a 基 于t v平台的 接口j a v a t v a p i ， 对p e r s o n a l j a v a 环境。 然后对j a v a a w t图形界面设 计技术做了深入的研究。 第四章在前面研究的基础上， 对机顶盒上的浏览 器进行概要设计 和实 现。 首先确 定设计目 标和需求: 然后分 析机顶盒环境和p c环境的区别， 以 及针对电视机所需要 做的改 进。 接着介绍了 开发环境l i n u x 和j d k ， 并介绍了其安 装方法。 然后介绍了开 发中 遇到的技术问 题， 最后介绍了 系统的体系结 构和系统的部分 模块的具体实现。 第五章为总结和展望， 对该课题研究的技术的缺点和改进进行探讨， 并且对 i p t v 机顶盒浏览器技术的前景作出展望。 硕士论文基于j a v a 的i p 机顶盒浏览器研究 与实现 2 i p机顶盒及其技术研究 2 . 1 i p电 视机顶盒介绍 数 字 机 顶 盒( s t b , s e t - t o p - b o x ) 是 一 种 将数 字电 视 信号 转 换 成 模 拟信 号 的 设 备。 通过它， 可以将经过数字化处理压缩并且传输的图像和声音信号进行解码还原， 从而 产生模拟信号，再通过电视屏幕和音响设备播放出来。 根据传输媒体的不同，数字电视机顶盒又可以分为卫星数字电视机顶盒 ( d v b - s ) ，地面数字电 视机顶盒 ( d v b - t ) 和有线数字电视机顶盒 ( d v b - c )以及 i p机顶盒。前三种机顶盒都是使用广播电视的通讯线路来实现通讯， 在数据发送和 接收 都需要 对信号 进行调 制和解 调。 譬如卫 星数 字电 视 机顶 盒采用q p s k解调 方式， 有限数字机顶盒采用q a m方式调 制。 而i p 机顶盒与它们的不同之处在于i p 机顶盒 在提供对广播通讯电缆接口的同时，还能使用i p网络来传送信号，通过拨号网络， a d s l 或者小区宽带来传输数据流。 数字机顶盒可以分为三个等级， 分别为初级数字机顶盒、 中级数字机顶盒和高级 数字机顶盒， 用来分别适应不同用户层次的需求。 初级数字机顶盒主要实现对数字广 播电视信号的接收， 并且提供系统功能和基本的浏览工具。 中级数字机顶盒的整体性 能比初级的要强， 并且提供双向的传输通道， 可以向服务提供商回传信息。高级数字 机顶盒则更加接近于一个多媒体处理平台，拥有较强的信息处理能力，譬如高达 2 0 0 - 4 0 0 m h z 的处理器。 有些高级机顶盒内置了硬盘 ( h d d , h a r d d i s k d ri v e r ) 供用 户来录 制所需的节目 3 a i p 机顶盒是一个有网 络接口的 设备，网络接口 连接到e t h e t n e t 或者d s l m o d e m 上。 另一端则提供a v输出到电视机。 从功能上看， i p机顶盒除了要满足通过网络接 口来提供视频信息服务外，还需要提供家庭网络的连接功能，从这方面来讲，i p机 顶盒可以 作为一个家庭多媒体信息中 心而存在，可以 连接譬如功放， d v d播放机等 等设备.i p 机顶盒的系统结构如图2 - 1 所示。 硕士论文基于j a v a 的i f 机顶盒浏览器研究与实现 系统测试 用户输入设备 ( 鼠标、键盘、 遥控器等) 扩充设备 连接 外设连接 图2 - 1 i p 机顶盒系统结构图 2 . 1 . 1 i p机顶盒软件结构 一个完整的数字机顶盒由硬件平台和软件系统组成。 底层软件提供操作系统内核 以及各种硬件驱动程序; 中间件将应用软件与依赖于硬件平台的底层软件分隔开， 使 应用不依赖于具体的硬件平台;应用软件包括本机存储的应用和可下载的应用程序， 通过应用程序来实现机顶盒的各种功能。i p 机顶盒的软件层次如图2 - 2 所示。 浏览器及e p g 、视频点播等 本地应用程序下载应用程序 中间件a p i 中间件适配层 操作系统，如l i n u x 等 模块处理程序以及接口驱动程序 应用层 中间件层/ 解释层 资源层/ 操作系统层 图2 - 2 i p 机顶盒软件层次结构图 i p 机顶盒的软件结构分3 层: 硕士论文基于j a v a 的1 f : 机顶盒浏览器研究与实现 1 资源层 资源层包括操作系统和接口 驱动程序。操作系统负责本地资源和网络资源的管 理，提供基本的操作功能和设备的访问 控制， 如目 前流行的v x w o r k s 和w i n d o w s c e 以及l i n u x 等等。 操作系统在可以在实时环境中工作并且占 用较小的系统资源. r t o s 的功能包括系统的引导，系统设置。对于i p机顶盒来说，它要求操作系统平台是可 延伸的， 可以从远端来升级。 操作系统必须提供对各种处理器核心构架的支持， 包括 阿x 8 6 , m i p s , a r m等等。 其中l i n u x 是开放而且免费的，并且己 经能够支持很多 的先进功能。驱动程序则是用来控制硬件发挥作用，通过驱动程序对硬件进行控制， 譬如硬解码的芯片等等。 2 .中间件层或解释层 中间件技术即开放式业务平台， 是一种将应用程序与地层的操作系统和硬件细节 分隔开来的的软件环境。 中间件技术现己 成为交互式电视的核心技术， 通常由虚拟机， 网 络浏览器， 图像与多媒体模块等组成。 通过定义一组完整的标准应用程序接口 ， 使 应用程序独立于操作系统和硬件平台， 即不依赖于具体的硬件平台， 使应用程序的开 发变得更加简捷， 产品的开放性和可移植性更强。 中间件的主要技术提供者与竞争厂 商包括 。 p e n t v , l i b e r a t e t e c h n o l o g i e s , c a n a l p l u s t e c h n o l o g i e s , p o w e r t v以及 mi c r o s o ft. 3 ，应用层 应用层的任务是向用户提供界面和功能。用户直接接触的到的就是应用层。 。应 用层可以分成内置应用程序和下载应用程序两部分，实现诸如t v播放、视频点播、 e p g , d r m ( 数字版权管理) 、 游戏下载等业务应用 2 . 1 . 2 护机顶盒硬件环境 从逻辑上看，i p机顶盒由四大子系统组成，即控制子系统、信号处理子系统、 条件存取子系统以 及p c 子系 统组成 4 0 1 .控制子系统 控制子系 统或系统微处理器是 数字机顶盒的 核心， 它由c p u , r o m, r a m组成。 微处理器通过总线把各部分和谐的组织起来， 除了负责各子系统的初始化之外， 还必 须控制各部分的协调工作，共同实现数字机顶盒的整体功能。 2 . 信号处理子系统 由单片或者多片专用芯片组成. 其中， 数字协调器接收来自 天线， 地面或有线电 视网来的数字信号， 并且控制系统接收指令， 通知有关传输层的类型、 带宽、 解调方 式和解码信息.然后进行信道解调，解调后的视频数据流和音频数据流送入 mp e g 硕士论文墓于j a v a 的i p 机项盒浏览器研究与 实现 解码器。 3 .条件存取子系统 让服务提供商具有控制能力，能够知道收视用户在何时收看什么节目 。 6 . p c子系统 p c子系统为扩展模块形式存在。 服务提供商可以 根据它的需求来增加或者删减 系统模块中的元件。譬如为了提供对i n t e m e t 访问的服务，机顶盒中的p c系统就需 要提供t c p / i p 传输协议。 i p 机顶盒的具体硬件组成如下 5 : 1 . d s p : 用 于m p e g的 编 码 / 解 码 和d o l妙a c 3 /m p e g声 音 运算 处 理。 2 .射频解调:用于c o f d m / q a m / q p s k解调、前向 纠错和v i d e o 复用。 3 . c p u : 控制系统的运作、网络及用户接口 4 .存储器:存储执行程序的代码以 及资料、参数。 5 .视频接口: 选择需要被a / d , d / a转换以 及d s p 进行编解码处理的视频来源。 需要高效能的运算放大器来放大视频信号。 6 .音频接口: 让音频被音频便解码器进行数字化处理， 并且经过d s p 运算来提 高品质， 实现符合m p e g / d o l b y a c 3 的要求. 7 .用户接口:让用户能与系统网络进行沟通， 进而控制图像和声音内容的输入 与输出。与红外遥控器、面板、 游戏控制器等外设进行通信，对于付费用户来 说，则需要提供对智能卡的支持. 8 .宽频和无线连接: 用来实现与视频服务器的全双工通信， 针对不同的接入网， 采用相应的接口。让互动电视、游戏、 v o i p和视频电 话服务等能通过 a d s l , 电缆m o d e m和无线方式来进行传输。 9 .电源转换:由交流适配器进行电源转换、提供不同功能模块工作的电源。 i p机顶盒的硬件结构如图2 - 3 所示。 锁士论文 墓于l a v a 的i p 机顶盒浏览器研究与实现 图2 - 3 机顶盒硬件结构 2 . 1 . 3 1 p 机顶盒m p e g传输技术 机顶盒的基本功能是接收和解码数字电 视广播节目 ， 同时具有所有广描和交互式 多媒体功能。 信源在进入传输网络前完成两级编码， 一是传输用的信道编码， 另一级 是 音、 视频信号的 信源 编 码， 然后 将所 有信源封装成 传 输流t s ( t r a n s p o rt s tr e a m ) . 与 前端相应， 接收端机顶盒首先从传输层提取信道编码信号， 完成信道解调; 其次是还 原压缩的信源编码信号， 恢复原始音、 视频流， 同时完成数据业务和多种应用的接收、 解析。 在 进 行m p e g视 频 / 音频 数 据 传 输 和接 收时， 主 要 采 用了 两 类 技术 6 : 1 . 上行 / 下行数据传输技术 与传统广播电 视网 不同， 数字电 视网不但有下行数据， 还有上行数 据。 数据在信 硕士论文 基于j a v a 的i p 机顶盒浏览器 研究与 实现 道上不能直接传输， 必须进行编码调制， 在另一端进行解调解码。 对上 行数 据， 一般 通过三种方式传送， 即采用电话线传送， 采用以太网传送和采用有线网络传送。由于 上行数据相对比 较少， 所以 比 较多 使用q p s k ( q u a d r a t u r e p h a s e s h i ft k e y i n g , 键控 移相调 制) 或者1 6 q a m ( q u a d r a t u r e a m p l i t u d e m o d u l a t i o n ， 正 交振幅 调制) 方式进 行调制; 而对于下行数据，国内国 际 标准均规定 使用 q a m调制方式及 r s ( r e e d s o l o m o n )纠错编码。 2 .解复用与解压缩技术 在数字传输过程中， 数据要压缩， 因而必须采用相应的数据压缩标准。 根据欧洲 的 d v b标准以及美国的 f c c标准和地面广播数字电视 ( d t v ) 标准， 分别采用 i s o i ie c 1 3 8 1 8 - 2 ( m p e g - 2 ) 和d o b l y a c - 3 作 为 视 频 和 音 频压 缩 标 准. 为了 实 现 实 时 的解复用和解压缩，目 前的系统大多 采用专用芯片， 如i b m, s t 等公司 提供的芯片。 另外，某些数字信号处理 ( d s p )芯片供应商提供的高档 d s p芯片也能实现这一功 能.工作原理图如图2 一所示。 射频输 入信号rp ms i l。 变 换 解调解复用 音视频 p e s 分组 拟一频 模-视 鲁 视 频 解 码 p al / nt s c 解码 视频输出 谐一ee一治析 恻-一pe州 拟一频 模一立曰 黔 音 频 解 码 p c m 晋频 p c m解码音频输出 图2 - 4 i p 机顶盒工作原理图 2 . 1 .4 i p机顶盒的功能 数字电 视机顶盒由 于其交互性和传输数字信号和数字视频的 特点， 开 发出了 很多 增值 业务包 括以 下几 种 8 ) 1 3 ) : i .电 子节目 指南 ( e p g , e l e c t r o n i c p r o gr a m g u i d e ) 它为用户提供一种容易使用、 界面友好、 快速访问所需节目 的方式 过e p g看到一个或多个频道甚至所有频道上近期将播放的电视节目。 2 高速数据广播: 厂商还对应的 用户可以通 硕士论文基于j a v a 的i p 机顶盒浏览 器研究与 实现 它能为用户提供股市行情、 票务信息、电 子报纸、 热门网站等各种信息。 3 .软件在线升级: i p机顶盒能够提供在线软升级的功能。 机顶盒软件能够对软件更新信息进行识 别，并将其自 动下载至本地完成更新升级。 、 4 .因特网接入和电子邮件: 数字机顶盒可方便地实现因特网 接入功能， 并通过机顶盒内置的浏览器上网， 发 送电子邮件，也可提供各种接口 与p c相连. 5 .网络互动节目: i p机顶盒可以方便的实现譬如网上游戏一类的互动节目，例如打牌，下棋甚至 可以提供一些多人在线f la s h 游戏. 6 .护 电话: v o i p指通过网络传输语音信息，由于其价格低廉而且方便而在最近成为非常热 门的技术. i p机顶盒也可以 通过网络来实现这一功能，因为v o l e 对用户来说使用成 本很低所以很受欢迎。 7 .条件接收c a : 其核心是加扰和加密。 数字机顶盒应具有解扰解密功能， 这是交互式电视收费运 营机制的保证， 通过建立一种有偿服务体系， 为交互式电 视产业的发展奠定良 性循环 的经济基础。 2 . 2 嵌入式浏览器 2 . 2 . 1 嵌入式浏览器概念 在桌面计算机环境中， 操作系统处于硬件环境和应用程序的中间层， 也是整个计 算机系统最核心的部分， 所有的硬件设备都通过驱动程序由操作系统统一管理。 而在 操作系统之上又会存在很多应用程序， 操作系统必须提供很多应用程序接口 ( a p i ) 来 支持应用程序的运行。 操作系统需要提供对应用程序的 支持越来越多， 操作系统本身 也变得越来越复杂。这时候浏览器仅仅是运行于操作系统之上的一个应用软件。 在嵌入式系统中，为了区分避免操作系统需要同时对下层硬件和上层硬件的控 制， 所以开发了中间件技术或者在操作系统之上构建一个应用导航器来整合应用层的 各种功能。在现在流行的i n t e m e t 网络终端的嵌入式系统中，嵌入式浏览器可能成为 嵌入式操作系统最主要的应用软件， 甚至有可能是唯一的直接支持的应用软件。 其他 应用如m p 3 播放 机、 m p e g视 频、 交 互 式游戏、 i p 电 话、 i c q 、 股票接收分析、 甚 至 远程 教育、 办 公 软 件 都 可以 通 过p l u g in 接口 或者 直 接 用h t m l . j a v a s c ri p t 及其 扩 展 来实 现， 如图2 - 5 所示 【 川。 i i 硕士论文基于l a v a 的i p 机顶盒浏览器研究与实现 图2 - 5嵌入式浏览器功能 扩展 由于浏览器本身交互性的特点使得在嵌入式环境中使用浏览器对于用户和设备 的交互非常之方便，通过它可以 进行诸如远程控制、远程交互等等之类的功能。 2 . 2 . 2 浏览器中采用的重要技术 浏览器软件编写中涉及到一些重要概念， 编写的过程其实就是对这些概念的实现 过程。下面介绍一些比较基础和重要的: 1 . ht t p h t t p ( 超文本传输协议， h y p e r t e x t t r a n s f e r p r o t o c o l ) 主 要用于 服务 器和应用程 序之间的网 络通讯。 从功能 上来 看， h t t p 是 一 个 请求 / 应答 ( r e q u e s t/ r e s p o n s e ) 的 协议. 应用程序通过它， 可以 对网 络中的 服务器上的 各种资 源进行读取等操作。 读取操作是 通过协议中规定的几种方法 ( m e t h o d s )实现的.每种方法的请求/ 应答消息的格式、 内 容是不同， 对数据 进行的 操作 也 就 不同。 常 用的 方 法有g e t , h e a d , p o s t , p u t , d e l e t e等。 2 . f t p f t p 文件传送协议( f i l e t r a n s f e r p r o t o c o l , 简称f t p ) ，是一个用于从一台主机到另 送文件的协议。 h t t p和f i t都是文件传送协议，最主要的区别是f t p使用两个并 行的t c p连接来传送文下一节件， 一个是控制连接， 一个是数据连接。 控制连接用 于在客户主机和服务器主机之间发 送控制信息， 例如用户名和口 令、 改变远程目 录的 1 2 硕士论文基于j a v a 的i p 机项 盒浏览器研究与实现 命令、 取来或放回文件的命令. 数据连接用于真正发 送文件。 在机顶盒环境下的某些 情况下， 授权用户可以从服务商的 文件服务器中对所需要的文件， 譬如某些视频音频 文件进行下载，由 于媒体文件的体积一般都较大， 所以 采用f t p 传输比h t t p 方式 更为合适和高效。 f t ?主要使用的应答命令有u e s r . p a s s . l i s t . r e t k , s t o r等等。 3 . ht ml h t m l 是浏览器中另一个重要的概念， 浏览器所要解释、 显示的就是用它书写的 网页.编写浏览器程序，实质就是编写一个 h t ml的解释器，类似程序设计语言中 的 编 译 器。 h t m l 是h y p e r te x t m a r k u p l a n g u a g e 的 简 写， 即 超 文 本 标记 语言 。 它 也 是一种计算机语言，但和其它的编程语言 有本质区别。 从 语法上看， h t m l 有两 个基本的 组成部分: 标记 ( t a g ) 和数 据。 标记由“ ” 括 起， 有标 记 名 和 属 性， 如: , h t m l 中 常用的 标 记 有大约i s o 种。数据是h t m l 文档中 标记以 外的部分。h t m l文档不直接输送到浏 览器上， 而要先进行分析、解释，做些处理。 4 . j a v a s c r i p t j a v a s c r ip t 是 最常 用的 一 种 脚 本 语言， 在 各 个 领 域 特别 是 网 页 中 被广 泛应用. 它 可以方便的创建动态的、交互的网页，弥补h t m l语言仅能描述静态信息的缺点。 它提供了一整套的客户端a p i ，用来改 进静态w e b 页面。 j a v a s c r ip t 由 浏览 器 从 源代 码 直 接 解 释 执行 ， 执 行 速 度 较 慢。 它 必须 一行 一 行 的 分别 解 释， 通常一次 组合 一 个关 键字 和参数。 在h t m l 文 档中 嵌入j a v a s c r i p t 有以 下 几 种 方 法: 直接写 在标记 之间 的 语句、 函 数; 定义 一 个文 件， 作为j a v a s c r i p t 资 源; 定 义j a v a s c r ip t 表 达 式， 作为h t m l 的 属 性 ;以 及 在 包 含 其 它的h t m l 标 记 时 ( 大部分是表单元素) ，作为事件处理器。 5 . c o o k i e c o o k i e是指一种保存客户端信息的文本文件，通过它，连接的服务器端可以存 储或者取出连接的客户端的信息。 c o o k i e 由w e b 服务器发送， 存储在we b 浏览器端 的用户文件夹中。并且可以在今后的使用过程中 重新被读取出来。c o o k i e保存信息 以 便用户在再次浏览相同的网页或者登录相同的 服务 器时避免繁琐的验证过程。 h t t p中 利用 r e s p o n s e 信息来实 现该功能。 在 r e s p o n s e 信息中 会包含一个 s e t - c o o k i e 头。 2 . 2 . 3 流行的嵌入式浏览器 现在市面上出 现了很多中嵌入式浏览器， 他们各自 有自己的 特点和体系结构， 下 硕士论文基于j a v a 的t p 机顶盒浏览器研究与实现 面逐一介绍下【 川: i . v i e w ml 1 4 v ie w m l是开放源代码的嵌入式浏览器，主要支持一些基本的功能，包括: h t m l 3 .2 , j a v a s c r i p t l . l , h t t p i . l 以 及f r a r n e / f o r m o v ie w m l 采 用k d e l 0 核心 解 析引 擎k f r n o 它功能 有限 但是 所占内 存小 、 稳定 可 靠。 软件也采用c + + 编写。 选择它的另外一个好处就是这一工具 套间 在对q t a p i 和 后段f l t k进行集成时相对较简单。 v i e w ml采用了w w wl i b 库来执行所有的异步 网络输入/ 输出。 v i e w ml体系结构如图2 - 6 所示。 图2 - 6 v i e w m l 体系结构 v i e w ml 浏览器的运行大概需要2 m字节的r a m， 代码文件的大小大约是8 0 0 k . 在m i c r o w i n d o ws 系统环境下运行时， 对r a m的 需求不超过2 . 5 m字节，这使它可 用在大多数带图象显示功能的3 2 位嵌入式l i n u x 系统上。 但v i e w m l 功能不齐全， 目前程序运行也不太稳定。 2 . k o n q u e r o r / e m b e d d e d k o n q u e r o r / e m b e d d e d 也 是一 项著 名的开放 源码的 嵌入 式浏览 器。 它建立了k d e 浏览 器k o n q u e r o r 的 一个特殊 版 本的w e b 浏览 器组 件 ( 实 际上是 它的h t m l 渲染引 擎 k h t m l和它的i o子系统。 在嵌入式设备中， 一个没有k d e安装和x系统作为静 态 库的 环境中， k o n q u e r o r / e m b e d d e d 运行在q t / e m b e d d e d 平台 上。 它 所 提供的 功能 较为 强 大， 包 括: h t m l 4 , c s s , j a v a s c r ip t , c o o k ie s , s s l , 1 4 硕士论文垂于j a v a 的it机顶盒浏览器研究与实 现 n o n - b l o c k in g u o , b u i l t i n i m a g e v i e w e r , i p v 6 s u p p o rt , f u l l x b e l c o m p a t i b l e b o o k m a r k s u p p o rt a n d m a n a g e m e n t . 3 . mo z i l l a m o z i l l a 是一个开放源码的、 功能强大的浏览器， 它具有现代浏览器的许多 特征。 首先是c o m组件的应用。 c o m是由m i c r o s o ft 提出的组件标准， 它不仅定义了 程序之间进行交互的标准，并且也提供了组件程序运行所需的环境。c o m所定义的 模块之间的接口 标准是二进制可执行代码级标准， 因此模块之间的独立性更强， 具有 语言无关性。 在mo z i l l a 中， c o m机制利用c + + 语言实现， 几乎所有的对象都是c o m 对象， 若干c o m对象又组合成c o m模块。 c o m对象在初始化时， 都要注册到c o m 运行 环境( c o m库 ) 中; 当 其它 模块需 要调用该 对象的 方法时， 先要 通过c o m运行 环 境，以该c o m对象的全球唯一i d为参数，创建该c o m对象， 取得对象接口 指针， 最后通过该对象接口指针调用方法。 其次是x ml . m o z i l l a 对于x m l 提供了强大的支持，甚至可以说整个软件包是 对x m l 理论的一种实现。 m o z i l l a 的用户界面主要是由x m l 文本描述( 在m o z i l la 中 称为x u l , x m l - b a s e u s e r i n t e r f a c e l a n g u a g e ) ; 所 描 述界 面中 的 控 件， 被 解 释 转 换 成d o m ( d o c u m e n t o b j e c t m o d e l ) 对象; 与 控件 相 关的 操作大部 分由j a v a s c r i p t 实 现。 d o m和r d f ( r e s o u r c e d e s c r ip t io n f r a m e w o r k ) 是m o z il la 软 件 包中比 较大 的 核 心 模 块，同时两者也是x ml的一部分。d o m是程序访问和维护h t ml和x ml文档的 a p i ; r d f 提供了 对整 个资 源 ( 包括本 地资 源 ) 的 描述体系; 在m o z i l la 中， j a v a s c r i p t 与c + + 代码的互操作，也需要这两个模块的支持。可以说， x m l在整个软件包中起 到了纲举目张的作用。 再次是l a y o u t 布局管理。 在对h t m l 脚本语法分析结束后， 要对页面进行布局. 在整个浏览 器中， l a y o u t 属于关键技术之一。 m o z i l l a 提供了强大的布局功能，在系 统自 带的 测试用例中， 有非常复杂的页面( 如c s s s ty l e s . d e e p ly n e s t e d t a b l e s , f r a m e s . d h t m l 等) ， m o z i l l a v 1 4 可以 对这些页面进行出 色的布局。 2 . 2 .4 j v m上的机顶盒浏览器 基于机顶盒的环境开发的 机顶盒浏览器也需要实现浏览甚至更为扩展的功能， 本 课题中使用j a v a 来编写e p g浏览器。 它与上述提到的几种浏览器相比的优点有: 1 .平台无关性: j a v a由于其平台无关性而得以在嵌入式平台上得到广泛的应用，除了机顶盒之 外， 包 括手机、 p d a甚至 游 戏 机上都提 供对j a v a 的 支 持。 使用j a v a 开发 可以 真