CN115811635A - 一种智能电视交流开机快速更新系统时间的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能电视交流开机快速更新系统时间的方法，通过从智能电视交流开机时软件硬件各自的初始化流程和联网流程上优化；自建带验签功能的独立NTP服务器以确保能及时响应网络时间获取请求，并且终端电视通过预解析NTP服务器域名缓存公网IP的方式，加快网络时间的获取速度。确保电视在交流开机过程中，快速获取到网络时间，在其它用户应用场景开始请求各自的业务数据前完成系统时间的更新，确保各应用场景的http request中封装到真实有效的系统时间，以获取到正确的云端服务器http responce数据，从而改善用户场景使用体验。
Description
技术领域
本发明涉及无线传输技术领域，尤其涉及一种智能电视交流开机快速更新系统时间的方法。
背景技术
智能电视是家庭消费电子的重要组成部分之一，其中绝大部分应用场景例如网络视频，主场景的海报等，都需要基于网络连接的前提。该应用场景常见的技术方法和流程是，智能电视交流开机后，顺序进行硬件初始化-＞操作系统初始化-＞Wi-Fi设备初始化和网络连接-＞NTP获取和系统时间更新，通常这些应用场景对应的云端服务器，有防重放要求，需要终端电视的http request是一个真实有效的请求，因此需要在http request中携带封装请求报文时的真实时间，如此才算一个真实的网络请求，服务器端才会应答httpresponce业务数据。
现有技术目前存在的问题是，当智能电视开机后，由于Wi-Fi的连接和NTP获取有强前置条件，往往导致NTP获取不够及时，涉及网络业务的应用场景则无法及时获取需要的网络数据，用户体验不好。该问题的技术成因包括，应用场景对应的云端服务器，通常有防重放要求，需要终端电视的http request是一个真实有效的请求，需要在http request中携带封装请求报文时的电视系统时间，若电视系统时间没有及时同步网络时间的话，一方面可能是电视本身联网慢，另一方面也可能是网络时间服务器响应慢，导致http request中封装的系统时间和云端服务器相差甚远，则会被认为是无效请求，无法及时获取到应用场景需要的http responce网络数据。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述智能电视开机时可能遭遇的网络业务请求问题而提供一种智能电视交流开机快速更新系统时间的方法，该问题的技术实质是，当智能电视开机后，若网络时间获取不够及时，涉及网络业务的应用场景则无法及时获取需要的网络数据，用户体验不好。本发明采用提前智能电视到路由器的Wi-Fi连接成功时间点，以及加快网络时间本身的获取速度两项技术，解决智能电视交流开机时网络时间获取不够及时，涉及网络业务的应用场景无法及时获取需要的网络数据问题。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种智能电视交流开机快速更新系统时间的方法，包括以下步骤：
步骤1，交流开机Wi-Fi回连功能时序调整；
步骤2，Wi-Fi快速联网；
步骤3，NTP快速获取。
进一步方案为，所述步骤1中，所述交流开机Wi-Fi回连功能时序调整，包括：
智能电视交流上电后，将Wi-Fi的设备初始化，扫描、自动回连工作，从操作系统初始化完成后，提前到硬件初始化阶段，与SOC初始化和操作系统初始化两者并行执行，在操作系统初始化完成前，完成Wi-Fi自动回连，减少应用业务对网络前置条件的等待耗时。
进一步方案为，Wi-Fi在连接前，需要先从智能电视所在的物理空间进行扫描，在所支持的各个射频信道发送probe request，等待一定周期T，在该周期内监听可能的来自路由器AP的probe response，在所有信道都完成如此操作后，统计所有信道回复的路由信息，作为本轮的扫描结果。
进一步方案为，所述步骤2中，所述Wi-Fi快速联网，包括：
Wi-Fi在硬件初始化完成后，随即从本机历史连接记录中读取出最近一个连接的Wi-Fi AP，只对其所在频段信道发起扫描，独立信道的扫描结果返回后，若发现了目标AP，则发起连接请求，其中用于申请局域网IP的方案改进为根据上一次历史连接IP做静态注册，如此完成了Wi-Fi网络回连。若本发明由于现实原因(比如AP配置变更)无法连接成功，则再进入现有技术方案完成回连，做到对现有技术方案的兼容。
进一步方案为，Wi-Fi连接过程中，出于用户数据的安全性考虑，需要基于Authentication完成EAPOL KEY的交换以做到加密网络加入。
进一步方案为，所述步骤3中，所述NTP快速获取，包括：
Wi-Fi网络回连完成后，电视对私有NTP服务器发起NTP请求，若本机曾经成功从私有NTP服务器同步过网络时间，则保存有曾经的DNS解析记录，本次NTP请求直接基于服务器公网IP进行，节省了DNS解析时间，同时NTP请求中带有服务器认可的验签信息，确定为合法终端才应答NTP数据，以此做到服务器本身的访问流量控制和及时响应；若私有NTP服务器获取网络时间失败，则在进入现有技术方案NTP获取流程，做到对现有技术方案的兼容。
本发明的有益效果在于：
本发明的一种智能电视交流开机快速更新系统时间的方法，一方面是从智能电视交流开机时软件硬件各自的初始化流程和联网流程上优化，调整通常做法的线性时序，同时减少冗余环节的时间开销，以做到尽可能提前智能电视到路由器的Wi-Fi连接成功时间点；另一方面是自建带验签功能的独立NTP服务器以确保能及时响应网络时间获取请求，并且终端电视通过预解析NTP服务器域名缓存公网IP的方式，加快网络时间的获取速度。从以上两个方面，确保电视在交流开机过程中，快速获取到网络时间，在其它用户应用场景开始请求各自的业务数据前完成系统时间的更新，确保各应用场景的http request中封装到真实有效的系统时间，以获取到正确的云端服务器http responce数据，从而改善用户场景使用体验。
本发明在兼容传统方案的同时，可大幅减少网络应用等待网络业务数据的耗时，做到操作系统初始化完成后，网络应用启动即可从具有防重放特性的云端服务器，正常获取到所需的应用业务数据，提升用户场景体验。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要实用的图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些图获得其他的图。
图1为现有技术交流开机Wi-Fi网络回连，网络时间更新，网络业务请求流程图；
其中Wi-Fi网络的回连部分，在操作系统初始化完成后才开始，与网络业务处于同一起跑线上，网络业务需要等待Wi-Fi网络完成一系列的准备工作，并且同步到NTP后，才能开始自身的业务请求流程，该等待时间非常漫长。
图2为本发明交流开机Wi-Fi网络回连，网络时间更新，网络业务请求流程图；
其中Wi-Fi网络的回连部分，调整到硬件初始化阶段，在Wi-Fi模组上电后与SOC硬件初始化同步进行，充分利用操作系统初始化完成前的空余时间，操作系统完成初始化后，直接同步上一步的实际连接状态即可，此方案中网络业务只需要等待NTP同步，就可以开始自身的业务请求流程，该等待时间相对于通用方案大幅缩短。
图3为现有技术Wi-Fi连接流程图；
Wi-Fi在硬件初始化完成后，需要进行全频段扫描，完整的扫描结果统计完毕后，才开始与本机历史连接记录匹配，匹配到可供连接的Wi-Fi AP后，发起连接请求，其中用于申请局域网IP的DHCP包括完整的电视向路由器发起discover-＞路由器应答offer-＞电视向路由器发起request-＞路由应答ACK，如此分配到现成的局域网IP地址，如此完成了Wi-Fi网络回连。
图4为本发明Wi-Fi连接流程图；
Wi-Fi在硬件初始化完成后，随即从本机历史连接记录中读取出最近一个连接的Wi-Fi AP，只对其所在频段信道发起扫描，独立信道的扫描结果返回后，若发现了目标AP，则发起连接请求，其中用于申请局域网IP的方案改进为根据上一次历史连接IP做静态注册，如此完成了Wi-Fi网络回连；若改进方案由于现实原因(比如AP配置变更)无法连接成功，则再进入通用方案完成回连，做到对通用方案的兼容。
图5为现有技术NTP获取流程图；
Wi-Fi网络回连完成后，电视对公共NTP服务器发起NTP请求，其响应能力不受控。
图6为本发明NTP获取流程图；
Wi-Fi网络回连完成后，电视对私有NTP服务器发起NTP请求，若本机曾经成功从私有NTP服务器同步过网络时间，则保存有曾经的DNS解析记录，本次NTP请求直接基于服务器公网IP进行，节省了DNS解析时间，同时NTP请求中带有服务器认可的验签信息，确定为合法终端才应答NTP数据，以此做到服务器本身的访问流量控制和及时响应；若私有NTP服务器获取网络时间失败，则在进入通用方案NTP获取流程，做到对通用方案的兼容。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
在任一实施例中，如图2、4、6所示，本发明的一种智能电视交流开机快速更新系统时间的方法，包括以下步骤：
步骤1，交流开机Wi-Fi回连功能时序调整；
智能电视交流上电后，将Wi-Fi的设备初始化，扫描、自动回连工作，从操作系统初始化完成后，提前到硬件初始化阶段，与SOC初始化和操作系统初始化两者并行执行，在操作系统初始化完成前，完成Wi-Fi自动回连，减少应用业务对网络前置条件的等待耗时。
步骤2，Wi-Fi快速联网；
Wi-Fi在硬件初始化完成后，随即从本机历史连接记录中读取出最近一个连接的Wi-Fi AP，只对其所在频段信道发起扫描，独立信道的扫描结果返回后，若发现了目标AP，则发起连接请求，其中用于申请局域网IP的方案改进为根据上一次历史连接IP做静态注册，如此完成了Wi-Fi网络回连。若本发明由于现实原因(比如AP配置变更)无法连接成功，则再进入现有技术方案完成回连，做到对现有技术方案的兼容。
步骤3，NTP快速获取。
Wi-Fi网络回连完成后，电视对私有NTP服务器发起NTP请求，若本机曾经成功从私有NTP服务器同步过网络时间，则保存有曾经的DNS解析记录，本次NTP请求直接基于服务器公网IP进行，节省了DNS解析时间，同时NTP请求中带有服务器认可的验签信息，确定为合法终端才应答NTP数据，以此做到服务器本身的访问流量控制和及时响应；若私有NTP服务器获取网络时间失败，则在进入现有技术方案NTP获取流程，做到对现有技术方案的兼容。
在一个具体实施例中，如图1-6所示，现有技术智能电视交流开机的Wi-Fi联网功能时序，严格按照以下七个步骤顺序执行：
(1)、上电开机；
(2)、电视SOC硬件初始化；
(3)、操作系统初始化；
(4)、Wi-Fi模组USB检测；
(5)、Wi-Fi驱动初始化；
(6)、Wi-Fi扫描；
(7)、Wi-Fi自动回连。
通常，其中(2)电视SOC硬件初始化和(3)操作系统初始化是最为耗时的两步，而网络应用业务一般在操作系统初始化完成后就会启动，由于和Wi-Fi回连流程在同一起跑线上同步进行，而网络应用业务需要Wi-Fi连接成功作为最基本前提。
而具有防重放特性的业务云端服务器，要求终端http request请求报文中包含封装时的系统时间，这种场景下还需要等待获取NTP并更新系统时间后，才能正确获取到httpresponse响应数据。
由此可见，正常情况下，从网络应用业务启动，到具备完整的业务请求条件前，需要等待Wi-Fi连接和NTP获取两个对外部条件强依赖的环节，其中Wi-Fi连接依赖路由器的响应速度和空间干扰，NTP获取依赖公共NTP服务器的并发能力和运行稳定性，任何一个环节出现问题时，都将大幅度延长网络业务的等待时间，用户体验不佳。
本发明的一种智能电视交流开机快速更新系统时间的方法，包括以下步骤：交流开机Wi-Fi回连功能时序调整，Wi-Fi快速联网，NTP快速获取，三者协同工作，实现智能电视交流开机快速更新系统时间。
其中，交流开机Wi-Fi回连功能时序调整，包括：
基于现有技术智能电视交流开机的Wi-Fi联网功能时序分析，其中电视SOC硬件初始化和操作系统初始化是最为耗时的两步，本发明将Wi-Fi的设备初始化，扫描，自动回连工作，从操作系统初始化完成后，提前到硬件初始化阶段，与SOC初始化和操作系统初始化两者并行执行，经过如此调整，至少可以节省SOC硬件初始化和操作系统初始化这两步的等待时间(如图2所示)；
其中电视SOC为主芯片平台，而Wi-Fi模组与SOC之间以USB作为软硬件通信方式，SOC上电后，在Wi-Fi模组USB对应的GPIO电平时序初始化后，即可具备从SOC端实现Wi-Fi模组USB检测和识别的前提；
USB识别后，根据Wi-Fi模组预先固化的VID,PID信息，在SOC端加载预集成的设备驱动，驱动加载后，即可具备SOC控制Wi-Fi模组实现各种实际Wi-Fi功能的前提；
Wi-Fi在连接前，需要先从智能电视所在的物理空间进行扫描，在所支持的各个射频信道发送probe request，等待一定周期T，在该周期内监听可能的来自路由器AP的proberesponse，在所有信道都完成如此操作后，统计所有信道回复的路由信息，作为本轮的扫描结果，可见这一步在Wi-Fi连接流程中是一个耗时点；
Wi-Fi扫描完成后，需要用扫描结果的AP列表，与本机的历史连接记录列表取交集，交集中有匹配项，则自动发起连接，现有技术的Wi-Fi连接流程包括Association->Authentication(4-way-handshake&Group-handshake)->DHCP(discover->offer->request->ack)，涉及本机和路由器的多次空中射频交互，这一步在Wi-Fi连接流程中也是一个耗时点。
其中，Wi-Fi快速联网，包括：
基于交流开机Wi-Fi回连功能时序调整中Wi-Fi扫描和连接两个耗时问题，继续提供解决方案。
Wi-Fi在连接前，需要先从智能电视所在的物理空间进行扫描，现有技术方案Wi-Fi回连方案，在所支持的各个射频信道发送proberequest，等待一定周期T，在该周期内监听可能的来自路由器AP的probe response，以某地区的频谱定义为例，包括2.4G(13个信道)，5.2G(6个信道)，以及5.8G(7个信道)，则扫描总共耗时26T(如图3所示)，实际耗时长短的体验以基础T的定义(T定义过短可能来不及监听信号较弱的路由器proberesponse，过长会导致整体扫描耗时过长，因此要根据天线RF性能实际情况动态调整)；本发明中，Wi-Fi在硬件初始化完成后，随即从本机历史连接记录中读取出最近一个连接的Wi-Fi AP，只对其所在频段信道发起扫描，独立信道的扫描结果返回后，若发现了目标AP，则发起连接请求，由此降低了(N-1)*T耗时(如图4所示)(其中N为实际Wi-Fi在现有技术方案下支持的信道总数)；
Wi-Fi连接过程中，出于用户数据的安全性考虑，需要基于Authentication(4-way-handshake&Group-handshake)完成EAPOL KEY的交换以做到加密网络加入，无论现有技术方案还是本发明都要求遵循。在现有技术方案下，加入加密网络后，本机和路由还需要进行DHCP四步流程，完成本机的IP分配，以此实现网络层通信前提(如图3所示)；本发明中用于申请局域网IP的方案改进为根据上一次历史连接IP做静态注册，如此减少了DHCP流程耗时，也完成了Wi-Fi网络回连(如图4所示)；
本发明由于空间通信的冗余部分已经被大幅优化，会大幅加快Wi-Fi回连本身的速度，实现Wi-Fi联网成功早于操作系统初始化完成时间点。若本发明由于现实原因(比如AP配置变更)无法连接成功，则再进入现有技术方案完成回连，做到对现有技术方案的兼容。
其中，NTP快速获取，包括：
NTP的获取，本质上也是一个网络业务，也需要基于网络连接的前提，因此这一部分保持在操作系统初始化完成后，由操作系统同步到Wi-Fi快速联网的技术结果后再进行。
现有技术方案这一部分是一个线性流程，本机在联网成功后随即开始NTP获取流程，先以DNS解析出操作系统内置公共NTP服务器域名对应的公网IP，然后针对此IP发出现有技术NTP request，等待服务器应答NTP response，接收到应答信息后更新系统时间。正常情况下该流程执行无问题，但该流程在非正常情况下不稳定，技术原因如下，一方面公共NTP服务器非智能电视厂商自己维护，其负载均衡能力和并发能力不受控，自身是否正常运行也无监控措施，加上NTP协议本身是基于UDP(不可靠通信)封装的应用层协议，本机负责NTP获取的服务无法主动感知非正常情况下的可能问题，只能被动等待系统设置的超时触发，然后重试或放弃(如图5所示)。
本发明中(如图6所示)，为了避免公共NTP服务器本身可能的不稳定和无监控措施问题，智能电视厂商要求自行搭建NTP服务器(现有技术公开技术，且非本专利权利要求书所述的保护点，不做累述)，需要说明的是，为了避免出现公共NTP服务器可能的并发量问题(所有终端设备都可以请求)，要求终端电视带有自身的身份验签，服务器接收到NTP请求后，先检查验签是否符合约定，符合才应答NTP数据，验签秘钥生成规则为：
String key1＝function1(本机设备MAC)+function2(本机SN)；
终端电视请求中带有供服务器端验签所需的本机设备MAC和本机SN明文，以及key1,服务器端重新以相同计算规则计算key2，若key1与key2相同，则认为验签通过，应答NTP数据，以此做到服务器的流量管控；
本发明中(如图6所示)，为了进一步加速终端的NTP获取，若本机曾经成功从私有NTP服务器同步过网络时间，则保存有曾经的DNS解析记录，本次NTP请求直接基于服务器公网IP进行，节省了DNS解析时间；若无记录或者基于IP的请求超时，则再次基于域名重新做DNS解析和NTP请求；
若私有NTP服务器获取网络时间失败，则在进入现有技术方案NTP获取流程，做到对现有技术方案的兼容。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (6)
1.一种智能电视交流开机快速更新系统时间的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，交流开机Wi-Fi回连功能时序调整；
步骤2，Wi-Fi快速联网；
步骤3，NTP快速获取。
2.如权利要求1所述的一种智能电视交流开机快速更新系统时间的方法，其特征在于，所述步骤1中，所述交流开机Wi-Fi回连功能时序调整，包括：
智能电视交流上电后，将Wi-Fi的设备初始化，扫描、自动回连工作，从操作系统初始化完成后，提前到硬件初始化阶段，与SOC初始化和操作系统初始化两者并行执行，在操作系统初始化完成前，完成Wi-Fi自动回连。
3.如权利要求2所述的一种智能电视交流开机快速更新系统时间的方法，其特征在于，
Wi-Fi在连接前，需要先从智能电视所在的物理空间进行扫描，在所支持的各个射频信道发送probe request，等待一定周期T，在该周期内监听可能的来自路由器AP的proberesponse，在所有信道都完成如此操作后，统计所有信道回复的路由信息，作为本轮的扫描结果。
4.如权利要求1所述的一种智能电视交流开机快速更新系统时间的方法，其特征在于，所述步骤2中，所述Wi-Fi快速联网，包括：
Wi-Fi在硬件初始化完成后，随即从本机历史连接记录中读取出最近一个连接的Wi-FiAP，只对其所在频段信道发起扫描，独立信道的扫描结果返回后，若发现了目标AP，则发起连接请求，其中用于申请局域网IP的方案改进为根据上一次历史连接IP做静态注册，如此完成了Wi-Fi网络回连。
5.如权利要求4所述的一种智能电视交流开机快速更新系统时间的方法，其特征在于，Wi-Fi连接过程中，出于用户数据的安全性考虑，需要基于Authentication完成EAPOL KEY的交换以做到加密网络加入。
6.如权利要求1所述的一种智能电视交流开机快速更新系统时间的方法，其特征在于，所述步骤3中，所述NTP快速获取，包括：
Wi-Fi网络回连完成后，电视对私有NTP服务器发起NTP请求，若本机曾经成功从私有NTP服务器同步过网络时间，则保存有曾经的DNS解析记录，本次NTP请求直接基于服务器公网IP进行，节省了DNS解析时间，同时NTP请求中带有服务器认可的验签信息，确定为合法终端才应答NTP数据，以此做到服务器本身的访问流量控制和及时响应；若私有NTP服务器获取网络时间失败，则在进入现有技术方案NTP获取流程。
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