专利名称：用于实现双向数字电视机顶盒远程管理控制的系统及方法
技术领域：
本发明涉及一种用于实现双向数字电视机顶盒远程管理控制的系统及方法，属于 数字电视和无线通信技术领域。
背景技术：
如今，家庭使用的数字电视机承担了不仅仅是播放免费电视节目，而需要被接入 到具扩展性的有偿服务中来满足家庭用户日益丰富的个性化使用电视的需求，例如付费广 播影视频道、互动电视、点播节目等。当前有线数字电视网络的双向改造主要通过有线电视 HFC网络双向改造和有线宽带IP网络作为回传通道。这种方式改造建设成本巨大，运营成 本高，增加了机顶盒成本，需要更换现有家庭使用的单向数字电视机顶盒，造成浪费。同时，在无线广播数字电视网络中，现有的户外电视播放终端(简称播放终端) 包括户外大型屏幕或安装在移动的地铁、公交车或电梯上的小屏幕提供了数字化公共信息 (例如政府政策法规、交通、天气等信息)和商业广告信息的音视频发布。播放终端的安装 环境往往不易具备有线接入方式，这些播放终端的管理都是完全依赖于人工的方式进行， 基本上还没有比较成熟的双向网络通信方式来支持远程统一监控和管理，只提出基于公共 GPRS/CDMA等无线通信骨干网络的方式，这种无线双向传输通道虽然不需要布线，但每台机 顶盒都需要配备一个SIM卡和承担数据传输费用，对于传输数据量不大的监控管理而言， 网络使用成本较高，通信信道浪费严重。另外，播放终端的内容播放往往通过手工定期更换 硬盘内容、有线传输、无线数字电视广播等方式进行，现有播放终端的运行维护、安全管理 和业务模式上都存在一定限制和漏洞，管理和维护的手段单一，远远不能满足实时、安全、 高效的监控和管理要求。具体而言，存在如下不足1，终端问题发现滞后，终端问题定位困难。2，管理成本高，工作效率低。3，节目播放无法实时和自动控制。4，节目播放的状态无法实时了解。5，管理方服务水平难以提高。6，现有各种上行通道存在施工复杂，线路改造，建设成本和使用成本高等问题。综上所述，在有线或无线数字电视网络发展中，构建基于无线双向网络的业务支 撑和监控管理系统是一种更经济合理的考虑。
发明内容
发明目的本发明所要解决的技术问题是针对上述背景技术中提出的目前在家庭、户外和双 向网络中存在的缺陷和不足，提供一种用于实现双向数字电视机顶盒远程管理控制的系统 及方法。利用无线传感器网络(Wireless Sensor Network-ffSN)结合通信骨干网，为数字 电视机顶盒提供了上行通道，为现有下行通道提供了有力补充，实现播放终端的远程监控管理。技术方案本发明为实现上述发明目的采用如下技术方案一种用于实现双向数字电视机顶盒远程管理控制的系统，包括数字电视机顶盒、 无线传感器网络采集模块、无线传感器网络中心模块、通信骨干网络接入模块、后台服务 器；其中数字电视机顶盒与无线传感器网络采集模块相连接，无线传感器网络采集模块与 无线传感器网络中心模块无线连接，无线传感器网络中心模块与通信骨干网络接入模块相 连接，通信骨干网络接入模块与后台服务器通过网络连接。进一步地，上述用于实现双向数字电视机顶盒远程管理控制的系统中数字电视机 顶盒与无线传感器网络采集模块的连接方式包括RS232串口或者RJ45以太网端口连接方 式；所述RS232串口或者RJ45以太网端口连接方式采用外部有线连接或者集成在数字电视 机顶盒内部主板的方式。进一步地，上述用于实现双向数字电视机顶盒远程管理控制的系统中无线传感器 网络中心模块与通信骨干网络接入模块的连接方式包括RS232串口或者RJ45以太网端口 连接方式。进一步地，上述用于实现双向数字电视机顶盒远程管理控制的系统中通信骨干网 络接入模块采用GPRS或3G DTU。进一步地，上述用于实现双向数字电视机顶盒远程管理控制的系统中后台服务器 设置以下功能模块，所述功能模块包括机顶盒信息采集模块，用于处理从数字电视机顶盒采集到后台的数据；机顶盒控制模块，用于定义管理指令、发出控制指令，接收数字电视机顶盒响应确 认信息；统计报表模块，用于将数字机顶盒采集模块采集到的数据进行数据统计分析和生 成各种报告；外部系统接口模块，用于外部系统有集成要求时的扩展应用；一种基于上述用于实现双向数字电视机顶盒远程管理控制的系统的远程管理控 制方法，包括如下步骤步骤A、采用机顶盒信息采集模块或者机顶盒控制模块向通信骨干网络接入模块 发出指令；步骤B、该指令由通信骨干网络的网关转发到对应的DTU，DTU采用透明传输方式 通过RS232或RJ45接口发送给无线传感器网络中心模块；步骤C、无线传感器网络中心模块解析指令，确定该解析指令所对应的无线传感器 网络采集模块的网络地址，然后通过无线传感器网络把指令转发给所确定的无线传感器网 络采集模块；步骤D、该无线传感器网络采集模块接收到所述指令，通过RS232或RJ45接口把指 令发送给数字电视机顶盒；步骤E、该数字电视机顶盒监听到传入指令数据，解析接收到的指令，执行该指令， 然后把执行的结果通过RS232或RJ45接口返回给无线传感器采集模块；步骤F、该无线传感器网络采集模块通过无线传感器网络把执行的结果传输给无线传感器网络中心模块；步骤G、该无线传感器网络中心模块通过RS232或RJ45接口把执行结果传输给步 骤B所述的DTU ；该DTU通过通信骨干网络的网关把所述执行结果传输给后台服务器的机 顶盒信息采集模块或者机顶盒控制模块；步骤H、机顶盒信息采集模块或者机顶盒控制模块在数据库中保存数字电视机顶 盒的执行结果数据信息，同时采用统计报表模块生成统计图表；步骤I、外部系统接口模块将数字电视机顶盒的指令执行结果传输给外部应用程 序，调用外部应用，例如计费，自动发出短信。进一步地，上述用于实现双向数字电视机顶盒远程管理控制的方法中的指令包括 开关机指令、状态查询指令、频道切换指令、日志采集指令。有益效果1、可以实现对播放终端的信息化监控和管理。后台服务器可以对数字电视机顶盒 进行定点控制或者统一控制，比如开关和切换播放频道以及内容，从而实现全新的管理手 段。同时，数字电视机顶盒实时记录播放终端的状态和节目播放情况，后台服务器将终端状 态和节目信息通过无线传感器网络和通信骨干网实时或定时进行收集，并提供数据分析结 果。管理和维护人员从而可以实时了解播放终端的状态和终端节目播放状态；如果终端发 生故障，管理和维护人员可以快速准确的发现和定位问题，从而快速的排除故障和解决问 题。2、可以大大降低建设和管理成本，并提升工作效率，增加管理手段，提高服务水 平。本发明可直接接入低成本和高可靠性的无线传感器网络。从实施成本来分析，本发明 在家庭用户中容易实施，无需在用户家庭室内或户外进行布线，无需对当前单向有线数字 电视网络进行双向网改造，节约了网络改造成本。对户外数字电视机顶盒而言，适用于对户 外数字电视机顶盒的集中统一监控管理，支持准确定向播放。支持采集数字电视机顶盒运 行状态信息和播放日志，进行实时准确的故障监控或收视率的统计分析。
图1是本发明的系统总体结构拓扑图。图2是本发明的自组无线传感器网络拓扑图。图3是本发明中后台管理中心查询开关机状态工作流程图。图4是本发明中后台管理中心切换频道控制工作流程图。
具体实施方案下面结合附图对技术方案的实施作进一步的详细描述无线传感器网络技术是一种近距离、低复杂度、低数据速率、低成本的、智能自组 网的双向无线通信技术，主要适合于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备中。对于 简单数据传输、实时性要求不高的户外机顶盒终端管理监控，无线传感器网络无疑是最为 经济合理的选择。本发明的实施涉及带有RS232或RJ45接口的数字电视机顶盒、无线传感器网络采 集模块、无线传感器网络中心模块、GPRS或3G DTU和管理中心几个部分。在下面的几个图中给出了包括整个智能管理系统的总体架构图、无线传感器网络拓扑图、管理中心软件操 作工作流程图和管理中心演示环境的用户界面。如图1所示，在本发明中，数字电视机顶盒作为远程控制对象，同无线传感器网络 采集模块连接，或者将无线传感器网络采集模块嵌入在机顶盒设备中；无线传感器网络采 集模块同无线传感器网络中心模块智能无线组网。该无线传感器网络中心模块同无线通信 骨干网DTU模块相连，从而接入无线通信骨干网，然后通过无线通信骨干网的移动网关来 接入到有线因特网，并最终接入后台控制中心服务器(后台服务器软件)。其中，无线传感 器网络采集模块和无线传感器网络中心模块采用多对一方式，无线传感器网络中心模块和 DTU采用一对一方式。通过这种组网方案，利用无线传感器网络低成本，易实施的特点，建立一条独立 的，专用于管理控制的上下行通道。后台服务器，建立一套通用控制指令和管理操作平台。利用前述的双向通道，向数 字电视机顶盒发送控制指令，比如信息查询，开关启动，频道切换，屏幕亮度调整等等。同 时，机顶盒软件可以根据此控制指令集来做出相应响应，比如回传播出日志信息，机顶盒重 新启动，等等。对于需要经常被监控的数字电视机顶盒，每隔一定周期便进行远程数据采集，并 周期地将采集到的数据传输到后台服务器。采集周期速度可以设置为每小时1次或每天3 次。另外，可根据需要，实时地对数字电视机顶盒进行远程控制，包括开机、关机和切换频 道等。定时采集开关状态的实现步骤1.由后台服务器的机顶盒信息采集功能模块定时向一个GPRS或3G DTU发出请求 包，其中包括状态采集指令；2.该指令由移动网关(移动网关负责在移动内部局域网内注册的GPRS或XDTU 与外部有线因特网公网的通信)转发到对应的GPRS或3G DTU ；3.该GPRS或3G DTU采用透明传输方式通过RS232或RJ45接口发送给无线传感 器网络中心模块；4.该中心模块解析指令来确定开关机状态的采集对象(即无线传感器网络采集 模块)，然后通过无线传感器网络把控制指令转发给无线传感器网络采集模块；5.该采集模块传接收到指令，采用透明传输方式通过RS232或RJ45接口把开关状 态采集指令发送给数字电视机顶盒；6.该数字电视机顶盒监听到传入指令数据，解析接收到的指令，执行开关状态查 询，然后把查询到的状态通过RS232或RJ45返回给无线传感器网络采集模块；7.该无线传感器采集模块通过无线传感器网络把开关机状态传输给无线传感器 网络中心模块；8.该中心模块通过RS232或RJ45把开关机状态传输给GPRS或3G DTU ；9.该GPRS或3G DTU通过移动网关将把开关机状态传输给后台服务器的机顶盒信 息采集功能模块；10.机顶盒信息采集功能模块在数据库中保存数字电视机顶盒的状态历史信息， 该信息通过统计报表功能模块用图表形式来展现；
11.如果机顶盒信息采集功能模块监测到开关机状态异常，机顶盒信息采集功能 模块通过调用外部系统接口模块中的短信平台网关API，发送报警短消息给相关运维管理 人员；如图2所示，后台服务器系统按区域划分来组建多个无线传感器子网，每个子网 的无线传感器网络模块和中心模块之间部署采用了网状网络拓扑结构，该组网方式具备强 大的通信能力，各个数字电视机顶盒的无线传感器网络采集模块在通信范围内都可以相互 通信，例如无线传感器网络采集模块A-2和无线传感器网络中心模块A之间无直接通路，可 以通过“多级跳”方式利用相邻的无线传感器网络采集模块A-I做路由来通信，建立无线传 感器网络采集模块A-2和无线传感器网络中心模块A之间的双向通道。该组网方式自组织 和自愈能力强，无需人工干预，无线传感器网络采集模块能感知其他采集模块的存在，并确 定连接关系，组成结构化的网络。如果无线传感器网络采集模块位置发生变动或发生故障， 网络能自我修复，自动对网络拓扑结构进行相应地调整。如图3所示，用户通过浏览器界面登录到管理中心，查询某一个数字电视机顶盒 开关机状态。如图4所示，用户通过浏览器界面登录到管理中心，对某一个数字电视机顶盒进 行切换频道的控制。本发明实现的总体功能实时地监控数字电视机顶盒运行状态，定时地自动获取远程设备正常播放状态， 实现自动巡检，自动故障侦听。自动获取远程数字电视机顶盒节目播放日志来确定是否安全可靠地播放预定节 目。实时切换某些区域的播放频道，实现定点切换，定区域切换和统一切换，有助于实 现城市应急或者公用信息发布。智能的统计分析，提供远程机顶盒状态报告，故障汇总报告，节目播放报告。故障警告提醒，例如短信，帮助管理人员及时定位故障点，并及时处理。
权利要求
一种用于实现双向数字电视机顶盒远程管理控制的系统，其特征在于包括数字电视机顶盒、无线传感器网络采集模块、无线传感器网络中心模块、通信骨干网络接入模块、后台服务器；其中数字电视机顶盒与无线传感器网络采集模块相连接，无线传感器网络采集模块与无线传感器网络中心模块无线连接，无线传感器网络中心模块与通信骨干网络接入模块相连接，通信骨干网络接入模块与后台服务器通过网络连接。
2.根据权利要求1所述的用于实现双向数字电视机顶盒远程管理控制的系统，其特 征在于所述数字电视机顶盒与无线传感器网络采集模块的连接方式包括RS232串口或者 RJ45以太网端口连接方式；所述RS232串口或者RJ45以太网端口连接方式采用外部有线 连接或者集成在数字电视机顶盒内部主板的方式。
3.根据权利要求1所述的用于实现双向数字电视机顶盒远程管理控制的系统，其特征 在于所述无线传感器网络中心模块与通信骨干网络接入模块的连接方式包括RS232串口 或者RJ45以太网端口连接方式。
4.根据权利要求1所述的用于实现双向数字电视机顶盒远程管理控制的系统，其特征 在于所述通信骨干网络接入模块采用GPRS或3G DTU0
5.根据权利要求1所述的用于实现双向数字电视机顶盒远程管理控制的系统，其特征 在于所述后台服务器设置以下功能模块，所述功能模块包括机顶盒信息采集模块，用于处理从数字电视机顶盒采集到后台的数据；机顶盒控制模块，用于定义管理指令、发出控制指令，接收数字电视机顶盒响应确认信息；统计报表模块，用于将数字机顶盒采集模块采集到的数据进行数据统计分析和生成各 种报告；外部系统接口模块，用于外部系统有集成要求时的扩展应用；
6.一种基于权利要求1所述的用于实现双向数字电视机顶盒远程管理控制的系统的 远程管理控制方法，其特征在于，包括如下步骤步骤A、采用机顶盒信息采集模块或者机顶盒控制模块向通信骨干网络接入模块发出 指令；步骤B、该指令由通信骨干网络的网关转发到对应的DTU，DTU采用透明传输方式通过 RS232或RJ45接口发送给无线传感器网络中心模块；步骤C、无线传感器网络中心模块解析指令，确定该解析指令所对应的无线传感器网络 采集模块的网络地址，然后通过无线传感器网络把指令转发给所确定的无线传感器网络采 集模块；步骤D、该无线传感器网络采集模块接收到所述指令，通过RS232或RJ45接口把指令发 送给数字电视机顶盒；步骤E、该数字电视机顶盒监听到传入指令数据，解析接收到的指令，执行该指令，然后 把执行的结果通过RS232或RJ45接口返回给无线传感器采集模块；步骤F、该无线传感器网络采集模块通过无线传感器网络把执行的结果传输给无线传 感器网络中心模块；步骤G、该无线传感器网络中心模块通过RS232或RJ45接口把执行结果传输给步骤B 所述的DTU;该DTU通过通信骨干网络的网关把所述执行结果传输给后台服务器的机顶盒信息采集模块或者机顶盒控制模块；步骤H、机顶盒信息采集模块或者机顶盒控制模块在数据库中保存数字电视机顶盒的 执行结果数据信息，同时采用统计报表模块生成统计图表；步骤I、外部系统接口模块将数字电视机顶盒的指令执行结果传输给外部应用程序，调 用外部应用，例如计费，自动发出短信。
7.根据权利要求6所述的用于实现双向数字电视机顶盒远程管理控制的方法，其特征 在于，所述指令包括开关机指令、状态查询指令、频道切换指令、日志采集指令。
全文摘要
本发明提供一种用于实现双向数字电视机顶盒远程管理控制的系统及方法，属于数字电视和无线通信技术领域。本发明的系统包括数字电视机顶盒、无线传感器网络采集模块、无线传感器网络中心模块、通信骨干网络接入模块、后台服务器；本发明的方法利用无线传感器网络结合通信骨干网，为数字电视机顶盒提供了上行通道，为现有下行通道提供了有力补充。本发明无需进行布线，无需对当前单向有线数字电视网络进行双向网改造，降低了成本并提升工作效率，同时本发明可以实现对播放终端的信息化监控和管理，对数字电视机顶盒进行定点控制或者统一控制，支持准确定向播放。
文档编号H04L29/08GK101895584SQ201010236309
公开日2010年11月24日 申请日期2010年7月26日 优先权日2010年7月26日
发明者于纪芬, 何秀芳, 英方 申请人:英方