一种ICS流媒体平台系统

1.一种ICS流媒体平台系统，其特征在于：采用了层次化的体系架构，包括应用服务层、管理服务层、平台基础服务层和设备接入层；
所述应用服务层为客户端应用程序，支持在PC电脑和智能手机上运行，实现客户与所述系统的交互；
所述管理服务层支持平台的分布式部署及负载均衡，还具备平台的网管功能；
所述平台基础服务层包括流媒体服务、手机网关、告警服务、命令服务，负责视频分发时的多路复用、告警采集及命令分发；
所述设备接入层用以采集实时监控码流和实时告警信息，并以统一的格式上报给所述平台基础服务层，同时该设备接入层接收平台基础服务层的控制命令，对接入终端设备进行控制；
还包括整数个终端视频设备，负责采集实时视频的模拟信号，经过模数转换成数字信号后，通过编码器进一步压缩编码，然后发送给所述设备接入层；
用户通过所述客户端，实现实时视频浏览、接入视频设备的云台控制及视频参数配置、接入视频设备告警的处警、历史视频查询与回放功能；
所述交互的数据包括：实时音视频数据、历史音视频数据、云台控制命令、视频参数配置命令和设备告警数据；客户端接收到这些数据后，通过音视频播放和告警弹出框方式展现给用户；
所述的管理服务层采用组件化方式设计，各个组件通过通信机制Socket、Unix Domain Socket和RPC调用，实现分布式部署；
所述负载均衡是：该管理服务层支持平台根据使用环境定制，在多个流媒体服务之间选择适当的流媒体服务来处理客户端的连接请求；
所述的网管功能是：在平台运行期间，平台网管服务定时检测平台的各个后台服务的稳定性，发现某个后台服务异常时，通过重启来恢复服务；
所述流媒体服务：流媒体服务实现RTSP协议功能，支持RTSP会话控制和RTSP会话复用功能，并把音视频数据转发给客户端；
该流媒体服务由以下模块实现：报文子模块、RTSP核心子模块、运行状态子模块、查询子模块；其中，报文子模块实现与客户端和平台设备接入层的报文交互；RTSP核心子模块实现RTSP会话控制和RTSP会话复用；运行状态子模块与平台的网管服务交互，报告流媒体服务的运行状态信息；查询子模块与平台的负载均衡服务交互，报告流媒体服务的负载压力信息；
所述手机网关：手机网关接收手机客户端的连接请求，之后以流媒体客户端模式连接到流媒体服务，获取监控码流，然后转码成手机能播放的格式，最后把转码后的码流转发给手机客户端；
所述命令服务：命令服务接收客户端控制云台及视频参数配置统一格式的命令报文，进行权限控制或优先级排序后，转发给平台的设备接入层，实现对终端设备的操作和控制；
所述告警服务：告警服务接收平台的设备接入层转发的统一格式的告警数据，保存到数据库的同时，主动推送给客户端，从而实现平台的实时告警采集和分发功能。

一种ICS流媒体平台系统\n技术领域\n[0001] 本发明涉及流媒体网络共享技术，特别是一种ICS流媒体平台系统。\n背景技术\n[0002] 目前市场上的安防视频监控产品种类繁多，但设备厂家各自为政，互不兼容。在包含多种视频监控终端的项目中，需要多人在不同厂家的管理平台上进行管理，这样既增加的物质投入，又浪费了宝贵的人力资源。与此同时，在视频监控领域，用户的需求也出现了各种个性化要求，譬如：实时视频浏览、历史视频回放、前端视频控制、设备告警采集、支持PC及各种主流智能手机浏览等，为满足用户多样的需求，需要开发因特网连接共享ICS流媒体平台。\n发明内容\n[0003] 本发明的目的是提供一种ICS流媒体平台系统，该系统可以兼容市场上主流的多种视频终端设备，将不同厂家的视频终端设备集成到一个统一的平台来管理。\n[0004] 本发明采用以下方案实现：一种ICS流媒体平台系统，其特征在于：采用了层次化的体系架构，包括应用服务层、管理服务层、平台基础服务层和设备接入层；\n[0005] 所述应用服务层为客户端应用程序，支持在PC电脑和智能手机上运行，实现客户与所述系统的交互；\n[0006] 所述管理服务层支持平台的分布式部署及负载均衡，还具备平台的网管功能；\n[0007] 所述平台基础服务层包括流媒体服务、手机网关、告警服务、命令服务，负责视频分发时的多路复用、告警采集及命令分发；\n[0008] 所述设备接入层用以采集实时监控码流和实时告警信息，并以统一的格式上报给所述平台基础服务层，同时该设备接入层接收平台基础服务层的控制命令，对接入终端设备进行控制。\n[0009] 在本发明一实施例中，还包括整数个终端视频设备，负责采集实时视频的模拟信号，经过模数转换成数字信号后，通过编码器进一步压缩编码，然后发送给所述设备接入层。\n[0010] 在本发明一实施例中，用户通过所述客户端，实现实时视频浏览、接入视频设备的云台控制及视频参数配置、接入视频设备告警的处警、历史视频查询与回放功能。\n[0011] 在本发明一实施例中，所述交互的数据包括：实时音视频数据、历史音视频数据、云台控制命令、视频参数配置命令和设备告警数据；客户端接收到这些数据后，通过音视频播放和告警弹出框方式展现给用户。\n[0012] 在本发明一实施例中，所述的管理服务层采用组件化方式设计，各个组件通过通信机制Socket、Unix Domain Socket和RPC调用，实现分布式部署。\n[0013] 在本发明一实施例中，所述负载均衡是：该管理服务层支持平台根据使用环境定制，在多个流媒体服务之间选择适当的流媒体服务来处理客户端的连接请求。\n[0014] 在本发明一实施例中，所述的网管功能是：在平台运行期间，平台网管服务定时检测平台的各个后台服务的稳定性，发现某个后台服务异常时，通过重启来恢复服务。\n[0015] 在本发明一实施例中，所述流媒体服务：流媒体服务实现RTSP协议功能，支持RTSP会话控制和RTSP会话复用功能，并把音视频数据转发给客户端。\n[0016] 在本发明一实施例中，该流媒体服务由以下模块实现：报文子模块、RTSP核心子模块、运行状态子模块、查询子模块；其中，报文子模块实现与客户端和平台设备接入层的报文交互；RTSP核心子模块实现RTSP会话控制和RTSP会话复用；运行状态子模块与平台的网管服务交互，报告流媒体服务的运行状态信息；查询子模块与平台的负载均衡服务交互，报告流媒体服务的负载压力信息。\n[0017] 在本发明一实施例中，所述手机网关：手机网关接收手机客户端的连接请求，之后以流媒体客户端模式连接到流媒体服务，获取监控码流，然后转码成手机能播放的格式，最后把转码后的码流转发给手机客户端；\n[0018] 所述命令服务：命令服务接收客户端控制云台及视频参数配置统一格式的命令报文，进行权限控制或优先级排序后，转发给平台的设备接入层，实现对终端设备的操作和控制；\n[0019] 所述告警服务：告警服务接收平台的设备接入层转发的统一格式的告警数据，保存到数据库的同时，主动推送给客户端，从而实现平台的实时告警采集和分发功能。\n[0020] 本发明可以兼容市场上主流的多种视频终端设备，将不同厂家的视频终端设备集成到一个统一的平台来管理，使使用方既减少了物质投入，有节约了人力资源。同时，ICS流媒体平台满足用户的各种个性化需求，支持PC客户端和主流的智能手机客户端的实时视频浏览和历史视频回放等功能。\n附图说明\n[0021] 图1是本发明系统架构示意图。\n[0022] 图2是本发明系统应用于渔船项目上的系统工作流程示意图。\n具体实施方式\n[0023] 下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。\n[0024] 如图1所示，本实施例提供一种ICS流媒体平台系统，采用了层次化的体系架构，包括应用服务层、管理服务层、平台基础服务层和设备接入层；所述应用服务层为客户端应用程序，支持在PC电脑和智能手机上运行，实现客户与所述系统的交互；所述管理服务层支持平台的分布式部署及负载均衡，还具备平台的网管功能；所述平台基础服务层包括流媒体服务、手机网关、告警服务、命令服务，负责视频分发时的多路复用、告警采集及命令分发；所述设备接入层用以采集实时监控码流和实时告警信息，并以统一的格式上报给所述平台基础服务层，同时该设备接入层接收平台基础服务层的控制命令，对接入终端设备进行控制。\n[0025] 具体的说，本实施例中，所述应用服务层为客户端应用程序，支持在PC电脑和智能手机上运行，用户通过PC电脑和智能手机的客户端，即可实现实时视频浏览、前端视频设备的云台控制及视频参数配置、前端视频设备告警的处警、历史视频查询与回放等功能。\n其中客户端应用程序与ICS流媒体平台的交互数据包括：实时音视频数据、历史音视频数据、云台控制命令、视频参数配置命令、设备告警数据等，客户端接收到这些数据后，通过音视频播放和告警弹出框等方式展现给最终用户。客户端使用ffmpeg作为音视频解码库解码出PCM（音频）和YUV（视频）中间数据，然后分别使用DirectSound和DirectDraw播放显示出来；而智能手机平台采用智能手机操作系统支持的方式播放中间数据。\n[0026] 所述管理服务层支持平台的分布式部署及负载均衡，实现平台的智能化管理；管理服务层采用组件化方式设计，各个组件通过Socket、Unix Domain Socket和RPC调用等通信机制，从而既可以部署在同一台刀片式服务器上，也可以分开部署在不同的服务器上面，只要保障各个后台服务的网络能通，部署方式就不受地域等的限制。ICS流媒体平台还实现了负载均衡功能，ICS流媒体平台可以部署一个负载均衡服务和多个流媒体服务，当大量的客户端同时请求视频时，负载均衡服务根据特定的选择规则（根据使用环境来定制，可以只考虑负载情况，也可以考虑负载情况和视频会话等信息），在多个流媒体服务之间选择适当的流媒体服务来处理客户端的连接请求，该技术在处理大量并发访问和高数据流量的场合，能极大提高系统的工作效率。。另外，平台还实现了网管功能，在平台运行期间，平台网管服务定时检测平台的各个后台服务的稳定性，发现某个后台服务异常时，可以通过重启或者其他方式来恢复服务，从而实现平台的智能化管理\n[0027] 所述平台基础服务层包括流媒体服务、手机网关、告警服务、命令服务，负责视频分发时的多路复用、告警采集及命令分发等；流媒体服务：流媒体服务实现RTSP协议功能，支持RTSP会话控制和RTSP会话复用等功能，并把音视频数据转发给客户端，根据功能可以分解为如下几个子模块：报文子模块、RTSP核心子模块、运行状态子模块、查询子模块等。\n其中，报文子模块实现与客户端和平台设备接入层的报文交互；RTSP核心子模块实现RTSP会话控制和RTSP会话复用；运行状态子模块与平台的网管服务交互，报告流媒体服务的运行状态信息；查询子模块与平台的负载均衡服务交互，报告流媒体服务的负载压力等信息。\n手机网关：手机网关接收手机客户端的连接请求，之后以流媒体客户端模式连接到流媒体服务，获取监控码流，然后转码成手机可以播放的格式，最后把转码后的码流转发给手机客户端。命令服务：命令服务接收客户端控制云台及视频参数配置等统一格式的命令报文，进行权限控制或优先级排序后，转发给平台的设备接入层，实现对终端设备的操作和控制。告警服务：告警服务接收平台的设备接入层转发的统一格式的告警数据，保存到数据库的同时，主动推送给客户端，从而实现平台的实时告警采集和分发功能。\n[0028] 所述设备接入层用以采集实时监控码流和实时告警信息，并以统一的格式上报给所述平台基础服务层，同时接收平台基础服务层的控制命令，对终端设备进行控制。该设备接入层集成市场主流的各个厂家SDK，采集实时监控码流，之后以统一的格式上报给平台基础服务层。\n[0029] 终端视频设备作为接入设备，其负责采集实时视频的模拟信号，经过模数转换成数字信号后，通过编码器进一步压缩编码，以降低码流的大小，然后发送给上一层（设备接入层）。\n[0030] 本发明ICS流媒体平台采用了层次化的面向服务的体系架构，形成了安防设备管理、安防信息交换、安防业务整合的综合平台。下面我们以该ICS流媒体平台应用于渔船项目的为例子做简单说明，请参见图2。\n[0031] PC客户端查看实时视频的过程：\n[0032] 11：PC客户端响应用户的申请视频的命令，构造请求报文并发送给“负载均衡服务”；\n[0033] 12：“负载均衡服务”根据特定规则选择出某个合适的“流媒体服务”，并把相关信息返回给客户端；\n[0034] 13：客户端构造RTSP请求报文给“流媒体服务”，申请实时视频；\n[0035] 14：“流媒体服务”转发请求报文给“接入服务”，之后接收“接入服务”转发的实时视频数据，并转发给客户端；\n[0036] 15：“接入服务”接收请求报文，获取视频终端设备的实时视频数据，然后转发给“流媒体服务”\n[0037] 手机客户端查看实时视频的过程：\n[0038] 21：手机客户端构造请求报文，通过socket发送给“手机网关”，申请实时视频；\n[0039] 22：“手机网关”接收手机客户端的请求报文，之后连接“流媒体服务”，获取实时视频数据，并转码为手机可以播放的格式，最后转发给手机客户端；\n[0040] 23：“流媒体服务”转发请求报文给“接入服务”，之后接收从“接入服务”转发的实时视频数据并转发给“手机网关”；\n[0041] 24：“接入服务”接收请求报文，之后获取视频终端设备的实时视频数据，然后转发给“流媒体服务”。\n[0042] 为了让一般技术人员更好的理解本发明，下面对本发明中出现的一些专业术语进行简单说明：\n[0043] RTSP：Real Time Streaming Protocol，实时流传输协议，类似HTTP协议，都是明文的协议；\n[0044] ICS：本流媒体平台的英文简称；\n[0045] Socket：用于不同电脑之间或者同一电脑中不同进程进行通信的机制；\n[0046] Ffmpeg：一款音视频库，实现对音视频码流的编解码等；\n[0047] Unix Domain Socket：Linux操作系统中，用于在进程之间通信的一种高效机制；\n[0048] RPC：Remote Procedure Call Protocol，远程过程调用协议，允许用户通过网络从远程计算机上请求服务；\n[0049] H264：是MPEG-4标准所定义的最新格式，同时也是技术含量最高、代表最新技术水平的视频编解码格式之一；\n[0050] DirectDraw：DirectX是微软公司创建的多媒体编程接口，为多媒体流的捕捉和回放提供了强有力的支持。其中的显示部分担任图形处理的关键，分为DirectDraw（DDraw）和Direct3D（D3D）。DDraw主要负责2D图形加速；D3D主要负责3D效果的显示等；\n[0051] DirectSound：DirectSound是DirectX中的处理声音部分，除了播放声音和处理混音之外，还加强了3D音效；\n[0052] IPC：IP Camera，一种带网络模块的摄像头；\n[0053] DVR：硬盘录像机；\n[0054] DVS：网络视频服务器；\n[0055] PCM：音频数据经过A/D转换后的格式；\n[0056] YUV：从摄像头采集到的未经过编码的视频数据；\n[0057] SDK：Software Development Kit，软件开发工具包；\n[0058] Android：安卓操作系统，一种手机智能操作系统。\n[0059] 以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。