CN102768624A - 一种基于Web标准构建终端操作系统的方法 - Google Patents

Abstract

一种基于Web标准构建的终端，所述终端的系统结构包括四层：终端系统层，用于通过嵌入式系统内核为底层外部设备提供接入机制，并通过设备驱动映射完成与WebOS层的交互对接；浏览器层，其由支持HTML5规范的浏览器内核构建，并包括图形渲染引擎和JavaScript脚本引擎；WebOS层，其内核封装了用于应用程序的API，并通过浏览器层提供的图形渲染引擎和JavaScript脚本引擎来构建桌面和应用运行环境；应用层，基于WebOS层内核所封装的API运行应用程序，并通过终端系统层所提供的接入机制驱动终端外设。

Description

一种基于Web标准构建终端操作系统的方法

技术领域

本发明涉及终端操作系统的构建，尤其涉及一种基于Web标准构建操作系统的终端及其方法。 

背景技术

随着芯片技术的逐步发展，终端设备的运算能力也不断的提升，再加上移动互联网基础设施的发展，使得移动互联网从概念走向了现实。移动终端的种类也由传统的手机逐步的向平板、电纸书、娱乐终端等多样化发展，移动终端市场的竞争逐步升温。传统的硬件为主的商业模式也逐步的向以内容和应用集成为主的新的模式转变。在此条件下，设备厂商和应用提供商如何快速的改进设备和开发各环境下的应用程序，已经成为其生存和发展的关键因素。 

在现有的情况下，硬件厂商大多是基于原有的基于嵌入式GUI系统进行定制自己的终端操作系统。各个厂商的系统各自都有一套特殊的开发环境和开发语言，他们又没有一个统一的标准，这样就导致相同的应用功能，在不同的设备环境下需要进行重复的开发。而随着硬件性能的提升和用户需求的不断提升，原有的系统越来越无法适应快节奏的产品更替和用户高质量的操作体验需求。 

发明内容

基于现有技术的不足，本发明要解决的问题是提供一种基于Web标准构建操作系统的终端及其方法，使得设备厂商在硬件升级的情况下，能够快速的构建自己的终端系统桌面环境；同时，应用开发者开发的应稍作改动即 可完成新设备的适配。 

为解决上述问题，本发明提供一种基于Web标准构端操作系统的终端及其方法。 

所述终端的系统结构包括四层：终端系统层，用于通过嵌入式系统内核为底层外部设备提供接入机制，并通过设备驱动映射完成与WebOS层的交互对接；浏览器层，其由支持HTML5规范的浏览器内核构建，并包括图形渲染引擎和JavaScript脚本引擎WebOS层，其内核封装了用于应用程序的API，并通过浏览器层提供的图形渲染引擎和JavaScript脚本引擎来构建桌面和应用运行环境；应用层，基于WebOS层内核所封装的API运行应用程序，并通过终端系统层所提供的接入机制驱动终端外设。 

所述浏览器层是通过标准的支持HTML5规范的浏览器内核构建，所指浏览器内核包含图形渲染引擎和JavaScript脚本引擎两个关键部件。基于此运行环境的应用，一次开发，在所有支持HTML5标准的环境下均可运行。且开发门槛低，只要会做Web页面，即可构建可以运行在此环境下的应用程序。 

附图说明

为使本发明更加容易理解，下面结合附图对本发明基于Web标准构建操作系统的终端及其方法进行详细阐述。 

图1是用于实现本发明基于Web标准构建操作系统的终端系统结构示意图。 

图2是用于实现为本发明基于Web标准构建终端操作系统的终端系统详细结构示意图。 

图3是本发明基于Web标准构建终端操作系统的方法的整体启动流程图。 

图4是本发明基于Web标准构建终端操作系统的方法的WebOS层加载启动流程图。 

具体实施方式

如图1所示，本发明的终端系统结构共分四层功能层，从底层到上层依次为：终端系统层、浏览器层、WebOS层和应用层。所述终端系统层为整个系统提供基础操作系统支撑，并封装硬件操作，以服务的形式为WebOS层和应用层操作使用硬件设备提供交互支持；所述浏览器层在支持HTML5的浏览器内核(包括但不限于Webkit内核)的基础上进行功能扩展，为WebOS层提供基础支撑环境，并为应用层提供运行时环境支持；所述WebOS层基于浏览器层的功能进行功能和逻辑封装，为应用层提供运行时环境和桌面环境支持；所述应用层不依赖(但可使用)其他各层功能进行开发和运行。所述应用层所包含应用可以通过系统内核API使用系统内核功能；所述应用层所包含应用可通过终端系统层与终端设备进行通讯交互； 

针对每一功能层，其功能的实现都包括若干模块。参见图2，具体描述如下： 

终端系统层由嵌入式系统内核(包括但不限于Linux)和一个运行于此内核基础上的本地服务模块构成。所述嵌入式系统内核为浏览器基础的运行环境，使得基于浏览器层的上层功能实现成为可能。同时，所述嵌入式系统内核还为终端设备的接入提供驱动运行环境支持。所述本地服务模块将终端设备的驱动程序封装起来，并以标准Socket服务的形式提供交互代理接口，供WebOS层和应用层使用。所述本地服务模块所提供的Socket服务遵从系统自定义的一套交互协议进行交互。所述本地服务模块所封装的终端设备包括但不限于电源、WIFI、GPS、显卡、重力感应装置、摄像头装置、喇叭、麦克、USB等。 

所述浏览器层核心由一个支持HTML5标准的浏览器内核构成，在此基础上对其进行扩展，增加了应用脱机缓存模块和窗口管理模块。另外，在浏览器插件机制基础上，默认集成了Flash Player等插件支持。所述支持HTML5标准的浏览器内核所提供的功能可参见W3C的HTML5标准。所述应用脱机缓存模块，是在浏览器内核基础上拓展出的一个功能模块，并作为浏览器层的一个绑定功能在浏览器启动时一起启动。在正常使用时，所述应用脱机缓存模块会监听并记录浏览器所访问的网络资源，当浏览器访问网络资源时，本模块会自动将其缓存到一个与分配的本地文件系统的存储空间中。当终端设备上的应用在非联网状态下启动时，本模块自动识别并启用本地缓存资源数据，使用户可以正常使用应用功能。所述窗口管理模块，在浏览器内核标签功能的基础上进行扩展，实现了多进程窗口机制。所述窗口管理模块作为浏览器层的一个绑定功能在浏览器启动时一起启动。本模块将所有的窗口对象统一管理起来，并以JavaScript对象的形式封装起来绑定到浏览器中，以一个窗口管理代理的形式供WebOS层的WebOS内核模块中的窗口管理模块调用，以控制窗口的相关管理操作。按照应用层的需求情况，此处的窗口表现形式分为三类，即：普通窗口、小插件窗口(所有的窗口可视元素隐藏，视觉效果比较简洁)、普通网站(类似浏览器)。针对各类窗口的显示需求不同，其可控的操作项会略有差异。如小插件没有最大化，最小化和状态栏显示等。另外，每个窗口项都是以一个单独进程的形式存在，大大增强了系统的稳定性。WebOS层的桌面模块作为一个特殊的窗口进程，管理和协调所有的应用窗口进程。 

所述WebOS层包括WebOS内核和基于此基础上的特殊应用模块WebOS桌面组成。其中所述WebOS内核模块包括： 

用户模块，用于管理与用户相关的数据信息和基于这些数据的操作，例如，帐号密码及其修改，帐号好友信息获取，帐号基本信息获取等。 

窗口管理模块，用于统一管理系统打开的窗口并维护窗口状态，例如打开窗口、关闭窗口、最大化、最小化、窗口焦点切换、窗口任务栏显示等各类窗口控制操作，该模块通过浏览器层的窗口管理模块提供的JavaScript代理对象来实际控制窗口。 

消息模块，用于为系统提供一种低耦合且通用的的通讯方式，其基于HTML5的消息机制进行封装，提供模块与模块间、窗口与窗口间以及模块与窗口间的消息通信机制，消息发送方通过窗口或模块引用来发送消息到指定窗口或模块，消息接收方通过在窗口或模块中设置监听来获取消息。 

应用管理模块，用于统一管理系统运行中的应用，并维护其运行状态。此模块在实际使用中与窗口管理模块相关联(一个应用对于一个或多个窗口)。本模块提供安装应用、卸载应用、创建快捷方式、绑定默认启动、打开应用、退出应用、获取应用基本信息(如应用名、应用功能描述、应用图标、对应服务地址等)、监听应用状态变化(打开、退出时触发事件)等各类与应用相关的功能。 

配置模块，用于在基础配置项管理(包括存储、读取、更新等)的基础上提供系统配置参数管理功能。例如，桌面背景、系统主题、屏幕亮度、声音大小、WIFI信息等各类系统配置数据信息。 

应用关联模块，用于为用户与应用之间提供一种静态关联控制机制。实际操作中，一个用户在一种终端上安装一个应用即对应生成一个应用关联项。 

任务模块，其用于为应用在运行过程中的不同状态提供管理机制。当一个应用打开的同时即对应生成一个任务项与其相对应。应用可以通过此模块来获取其对于窗口对象及其父窗口对象的引用，可以进行消息的发送，可以实现应用的前进和后退操作。 

所述WebOS桌面模块是一个特殊的系统应用。此模块完全拥有普通应 用共同特性的同时还具有在系统运行状态下一直存在的特性。系统的其他各类应用窗口都存在于此应用窗口内，并通过内核模块中的窗口管理模块统一管理和控制。具体的，本模块由以下界面元素构成： 

桌面背景模块，用于按照设置的显示参数来绘制桌面背景效果。一般体现为图片桌面背景。 

快捷栏模块，俗称Dock模块，用于为系统的所有应用功能提供一个分类入口。包括所有已安装应用列表及其管理入口，应用程序商店入口，系统设置类功能入口，系统退出及重启功能入口以及其他一些常用操作入口。这些入口都以图标形式呈现。 

任务栏模块，此模块是WebOS内核模块中的窗口和任务模块功能的界面体现。每个打开的窗口在此模块的现实区域对应于一个带窗口图标标志的任务标签。通过交互操作，可以实现窗口的切换和退出功能。 

快捷桌面模块，用于在桌面背景上按照特定的排列顺序提供应用程序的快捷入口，每个快捷入口界面体现为一个输入设备移上后有显示变化的图标。点击即可打开对应的应用程序。 

菜单模块，此模块的触发方式为在桌面环境下点鼠标右键或按设备功能键。界面体现为一个系统级的功能入口菜单。具体功能想包括桌面刷新，系统设置入口，创建快捷方式入口等。 

窗口模块，此模块对应于WebOS内核窗口管理模块的具体窗口项。用户可以控制其显示、隐藏、最大化、最小化等操作。 

所述应用层的所有应用均运行于所述浏览器层的浏览器内核中。WebOS层中的WebOS内核模块，负责管理和控制这些应用；WebOS层中的WebOS桌面模块，负责以界面形式显示出来供用户操作和使用。 

如上所述，从应用的技术构成来说，所有的应用都是一致的。但从应用的功能及其安全级别来说，所述应用层的应用分为系统应用模块和常规应用 模块两类。 

所述系统应用包括，设备管理类应用，系统设置类应用，应用管理类应用。他们都属于系统管理和运行必不可少的基础应用，均由系统默认自带安装。 

所述常规应用为系统用户自己按照自己所需，自行主动从程序管理模块中选择安装的应用。此类应用根据呈现形式的不同，可以分为“普通应用”、“小窗件”、“普通网站”三类。 

以上结合图1和图2详细描述了本发明基于Web标准构建操作系统的终端系统结构，下面参见图3和图4详细描述本发明基于Web标准构建的终端操作系统的系统启动流程和WebOS层加载启动流程的处理流程。 

图3显示了本发明基于Web标准构建终端操作系统的方法的整体启动流程图。 

首先，设备接通电源后，常规流程启动嵌入式操作系统内核(一般为Linux系统内核)； 

第二步，通过Linux内核的启动设置，自动启动本地服务模块。启动成功后，将以本地Socket服务的形式存在，并保持监听Socket客户端程序的访问。当有按照拟定好的安全协议访问的客户端Socket程序访问时，按照拟定好的安全策略进行验证，并为其提供服务。本步完成后，即完成所述设备系统层的启动和初始化工作； 

第三步，按照与本地服务模块形同的启动形式，启动所述浏览器层对应的浏览器程序。本步骤完成后，所述浏览器层的浏览器内核运行时环境、HTML5规范所涵盖的功能、以及基于浏览器内核基础上扩展的窗口管理和本地应用缓存功能模块都准备就绪，即对应完成浏览器层的启动和初始化工作； 

第四步，在浏览器层启动完成后，会按照默认设置由浏览器打开WebOS 服务地址。此过程中，浏览器的应用本地缓存模块会自动检测设备是否处于联网状态，若为脱机状态，浏览器则会自动切换到脱机工作模式，由本地应用缓存模块中加载WebOS层的所有程序资源，否则从WebOS服务地址加载。本步骤的具体过程详见WebOS系统加载流程；本步骤完成后，即完成WebOS层的WebOS内核启动和WebOS桌面构建工作； 

以上四步完成后，系统启动完成，进入用户可操作状态。 

图4是本发明基于Web标准构建终端操作系统的方法的WebOS层加载启动流程图。如附图4所示，WebOS层具体加载启动过程如下： 

第一步，由浏览器默认请求WebOS系统服务地址，并获取服务响应(在浏览器层的应用脱机缓存模块作用下，本步操作没有任何区别)，获取其他服务项URL地址(如模块加载器地址、样式资源文件地址、模块资源文件地址等)； 

第二步，启动模块加载器，为加载系统功能模块程序做准备； 

第三步，按照模块资源文件所列模块信息组织待加载模块程序地址，同时初始化系统内核模块(此时没有具体的功能，且外部无法访问的到)； 

第四步，启动模块加载流程，按照待加载模块清单加载模块程序，并由浏览器内核自动解析模块程序，并将其功能动态实时绑定到内核模块； 

第五步，重复第四步操作，直到加载完所有的功能模块程序。然后启用系统内核模块(外部浏览器程序已经可以访问到WebOS内核模块，并可通过API访问)。本步骤执行结束后即完成了WebOS层的WebOS内核的加载启动工作； 

第六步，基于WebOS内核模块及浏览器层的窗口管理模块开始构建WebOS桌面模块。具体包括桌面背景、快捷栏、任务栏、桌面快捷方式、菜单、窗口等所有系统操作的操作入口界面。本步骤执行结束后，即完成了WebOS桌面模块的构建。用户可以开始使用系统。 

至此，完成整个WebOS层的自动工作。 

以上结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但是本领域技术人员清楚，上述描述的目的在于说明本发明的主要构思，并不对本发明的技术方案的应用范围作限制，本领域技术人员根据上述描述可以做出各种修改和改进，这些修改和改进的发明也都落在本发明权利要求书的保护范围为之内。 

Claims (8)

1.一种基于Web标准构建的终端，所述终端的系统结构包括四层：

终端系统层，用于通过嵌入式系统内核为底层外部设备提供接入机制，并通过设备驱动映射完成与WebOS层的交互对接；

浏览器层，其由支持HTML5规范的浏览器内核构建，并包括图形渲染引擎和JavaScript脚本引擎；

WebOS层，其内核封装了用于应用程序的API，并通过浏览器层提供的图形渲染引擎和JavaScript脚本引擎来构建桌面和应用运行环境；

应用层，基于WebOS层内核所封装的API运行应用程序，并通过终端系统层所提供的接入机制驱动终端外设。

2.根据权利要求1所述的终端，其特征在于所述终端系统层还包括本地服务模块，用于将终端设备的驱动程序封装起来，并以标准Socket服务的形式提供交互代理接口，供WebOS层和应用层使用。

3.根据权利要求2所述的终端，其特征在于所述本地服务模块所提供的Socket服务遵从系统自定义的交互协议。

4.根据权利要求1所述的终端，其特征在于所述浏览器层包括应用脱机缓存模块和窗口管理模块；所述应用脱机缓存模块，用于监听并记录浏览器所访问的网络资源；所述窗口管理模块，用于将所有的窗口对象统一以JavaScript对象的形式封装起来绑定到浏览器中。

5.根据权利要求1所述的终端，其特征在于所述WebOS层包括：

用户模块，用于管理与用户相关的数据信息和基于这些数据的操作；

窗口管理模块，用于统一管理系统打开的窗口并维护窗口状态通过浏览器层提供的JavaScript代理对象来实际控制窗口；

消息模块，用于基于HTML5的消息机制进行封装，提供模块与模块间、窗口与窗口间以及模块与窗口间的消息通信机制；

应用管理模块，用于统一管理系统运行中的应用程序，并维护其运行状态；

配置模块，用于提供系统配置参数管理功能；

应用关联模块，用于为用户与应用之间提供一种静态关联控制机制；

任务模块，其用于为应用在运行过程中的不同状态提供管理机制。

6.根据权利要求1所述的终端，其特征在于所述WebOS层包括：

桌面背景模块，用于按照设置的显示参数来绘制桌面背景效果；

快捷栏模块，用于为系统的所有应用功能提供一个分类入口；

任务栏模块，用于通过交互操作实现窗口的切换和退出；

快捷桌面模块，用于在桌面背景上按照特定的排列顺序提供应用程序的快捷入口；

菜单模块，用于为在桌面环境下点鼠标右键或按设备功能键而进入系统级的功能入口；

窗口模块，用于控制窗口的显示、隐藏、最大化、最小化。

7.一种基于Web标准构建终端操作系统的方法，其特征在于包括如下步骤：

接通电源启动终端系统层的嵌入式操作系统内核；

通过所述嵌入式操作系统的启动设置，启动本地服务模块；

本地服务模块启动成功后以本地Socket服务的形式保持监听Socket客户端程序的访问；

启动浏览器层对应的浏览器程序，初始化所述浏览器层的浏览器内核运行环境、HTML5规范功能、以及基于浏览器内核基础上扩展的窗口管理和本地应用缓存功能模块；

在浏览器层启动完成后，按照默认设置由浏览器打开WebOS服务地址；

由浏览器默认请求WebOS服务地址，并获取服务响应以获取模块加载器、样式资源文件、模块资源文件的URL地址；

启动模块加载器，为加载系统功能模块程序做准备；

按照模块资源文件所列模块信息组织待加载模块程序地址，同时初始化系统内核模块；

启动模块加载流程，按照待加载模块清单加载模块程序，并由浏览器内核自动解析模块程序，并将其功能动态实时绑定到内核模块；

基于WebOS内核模块及浏览器层的窗口管理模块构建WebOS桌面模块。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于所述WebOS桌面模块具体包括桌面背景、快捷栏、任务栏、桌面快捷方式、菜单、窗口。

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