一种基于流媒体技术的灯光控制系统数据处理系统

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一种基于流媒体技术的灯光控制系统数据处理系统\n技术领域\n[0001] 本发明设计流媒体及灯光控制技术领域，特别涉及一种基于流媒体技术的灯光控制系统数据处理系统。\n背景技术\n[0002] 在进行户外大型楼栋灯光效果控制时，源视频文件或第三方多媒体数字内容流数据量大，而系统控制输出节目播放时数据传输的实时性要求也比较高。目前，在国内的LED户外景观亮化控制系统中传输节目数据时，普遍采用的是FTP协议。通过该协议将完整文件下载至智能控制前端，或者拷贝文件至智能控制前端再进行播放。但是当前业界的这些技术手段，存在以下缺陷：\n[0003] (1)在前期内容下载过程中耗费大量时间：节点端基本是通过FTP协议耗费较长时间下载或人为拷贝文件的方式进行文件数据的传输；\n[0004] (2)无法满足系统高实时性的要求：在需要播放节目时，要长时间等待或处理；\n[0005] (3)可控性和灵活性不够，无法应对紧急情况或者节目快速切换的需求。\n[0006] 对于上述问题，采用流媒体技术可以弥补这些不足。然后，目前比较常见的流媒体传输技术一般都是建立在UDP协议上的RTP/RTSP实时传输协议，虽然可以实现数据的实时传输，但也存在以下问题：因城市楼栋间环境复杂，在网络不稳定因素外，加上UDP面向无连接的传输特性，导致该类方法存在数据丢失严重，误码率高等缺憾。所以，如何研发一种能满足实时节目流数据传输的系统和方法，是当前需要解决的技术问题。\n发明内容\n[0007] 本发明的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。\n[0008] 为此，本发明的目的在于提出一种基于流媒体技术的灯光控制系统数据处理系统。\n[0009] 为了实现上述目的，本发明的实施例提供一种基于流媒体技术的灯光控制系统数据处理系统，包括：多个第三方数据采集端、流媒体内容服务器和多个智能控制节点端，其中，\n[0010] 每个所述第三方数据采集端用于采集所在环境内的音视频数据并进行编码处理，将编码处理后的音视频数据存储在本地，并推送至所述流媒体内容服务器；\n[0011] 所述流媒体内容服务器与每个所述第三方数据采集端通信，用于接收并存储来自每个第三方数据采集端的数据；\n[0012] 每个所述智能控制节点端与所述流媒体内容服务器连接，用于根据本地预设的播放策略向所述流媒体内容服务器发送数据请求指令，直接拉取对应的流媒体数据进行播放，其中，所述播放策略包括：播放节目名称、播放方式、播放时间，所述流媒体内容服务器根据所述数据请求指令，向该智能控制节点端下发对应的流媒体数据，并且，每个所述智能控制节点端实时监控本地的网络状况，根据所述网络状况切换流媒体数据源，向所述流媒体服务器请求与该网络状况适配分辨率及帧率的流媒体数据进行播放。\n[0013] 进一步，所述第三方流数据采集端包括：摄像机、电动镜头、云台、通信模块和存储模块，其中，所述摄像机、电动镜头、通信模块和存储模块均安装于所述云台上，[0014] 所述摄像机用于采集所在环境内的音视频数据并进行编码处理，所述电动镜头安装于所述摄像机，对拍摄镜头进行变焦处理；\n[0015] 所述存储模块与所述摄像机连接，用于存储所述音视频数据；\n[0016] 所述通信模块与所述存储模块连接，用于将所述音视频数据传输至所述流媒体内容服务器。\n[0017] 进一步，所述通信模块采用WIFI无线通信模块，所述存储模块采用SD卡或可移动存储设备。\n[0018] 进一步，所述智能控制节点端内置有网络状态的长期训练算法，利用该算法每隔第一预设周期记录当前网络速率值，每隔第二预设周期计算网络速率的平均值并作为比对标准，将实时记录的网络速率值与该平均值进行比对，如果低于该平均值则判断网络速率降低，由所述智能控制节点端向所述流媒体内容服务器拉取分辨率或帧率低的流媒体数据；当检测到实时的网络速率值高于所述平均值后，则由所述智能控制节点端向所述流媒体内容服务器拉取分辨率或帧率高的流媒体数据。\n[0019] 进一步，所述流媒体内容服务器还用于分析来自所述智能控制节点端上传的网络状态，当检测到网络速率降低时，对该智能控制节点端请求的流媒体数据进行以下处理：压缩编码、减小每块流媒体数据的大小，以提高传输效率。\n[0020] 进一步，所述智能控制节点端预设的播放策略根据本地管理员的指令进行新增、修改和删除操作，并在变更后实时重新加载变更后的播放策略。\n[0021] 进一步，所述播放策略中的播放方式包括以下一种或多种：单智能控制节点端或一组智能控制节点端下的流媒体节目预约播放、立即播放；单智能控制节点端或一组智能控制节点端下的所有流媒体节目的单节目循环、所有节目循环和所有节目随机播放。\n[0022] 进一步，所述流媒体内容服务器还用于对请求连接的多个智能控制节点端进行管理，包括：当检测到该流媒体内容服务器的连接承载量超过负荷后，则将超负荷部分的请求分发至其他流媒体内容服务器或等待空闲连接位置。\n[0023] 进一步，所述流媒体内容服务器和所述智能控制节点端之间的数据传输采用实时消息传输协议RTMP或HTTP包装后的实时消息传输协议RTMPT协议。\n[0024] 进一步，所述智能控制节点端用于控制将拉取的流媒体数据在LED户外景观装置上进行播放。\n[0025] 根据本发明实施例的基于流媒体技术的灯光控制系统数据处理系统，利用多个第三方数据采集端、流媒体内容服务器和多个智能控制节点端，采用流媒体方式进行数据传输，省去了传统FTP方式的下载这个环节，而是直接去流媒体内容服务器拉取流媒体数据进行播放，不需要等待下载完了再播放，提高了效率，具有很高的灵活性，实时效果好，处理时间段，可以应对紧急任务能快速切换。\n[0026] 本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。\n附图说明\n[0027] 本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：\n[0028] 图1为根据本发明实施例的基于流媒体技术的灯光控制系统数据处理系统的结构图。\n具体实施方式\n[0029] 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。\n[0030] 本发明提出一种基于流媒体技术的灯光控制系统数据处理系统，可以实现智能灯光控制数据传输、LED户外景观亮化控制系统数据传输等。\n[0031] 如图1所示，本发明实施例的基于流媒体技术的灯光控制系统数据处理系统，包括：多个第三方数据采集端、流媒体内容服务器和多个智能控制节点端。其中，流媒体内容服务器和智能控制节点端之间的数据传输采用实时消息传输协议RTMP或HTTP包装后的实时消息传输协议RTMPT协议。\n[0032] 具体的，每个第三方数据采集端采集所在环境内的音视频数据，然后进行编码处理，将编码处理后的音视频数据存储在本地，并推送至流媒体内容服务器。\n[0033] 在本发明的一个实施例中，第三方流数据采集端包括：摄像机、电动镜头、云台、通信模块和存储模块，其中，摄像机、电动镜头、通信模块和存储模块均安装于云台上。\n[0034] 摄像机用于采集所在环境内的音视频数据并进行编码处理，电动镜头安装于摄像机，对拍摄镜头进行变焦处理，从而采集不同距离处的清晰图像。存储模块与摄像机连接，用于存储音视频数据。在本发明的一个实施例中，存储模块可以采用SD卡或可移动存储设备，例如U盘等。通信模块与存储模块连接，用于将音视频数据传输至流媒体内容服务器。在本发明的一个实施例中，通信模块采用WIFI无线通信模块。需要说明的是，通信模块的类型不限于上述举例，还可以采用其他类型的有线或无线通信单元。\n[0035] 流媒体内容服务器与每个第三方数据采集端通信，接收并存储来自每个第三方数据采集端的数据，完成音视频数据的分组转发、视频点播分发和视频数据存储等功能。\n[0036] 在LED节目点播中，传统的LED户外景观亮化控制系统，如果要播放某个节目文件，一般是根据智能控制节点参数处理某个节目文件，处理完后下发指令给智能控制节点，智能控制节点再去FTP服务器进行下载，下载完了再进行节目播放，这个过程比较长，效率低下。本发明采用的流媒体传输方式，解决了上述问题。具体来说，每个智能控制节点端与流媒体内容服务器连接，根据本地预设的播放策略向流媒体内容服务器发送数据请求指令，直接拉取对应的流媒体数据进行播放，流媒体内容服务器根据数据请求指令，向该智能控制节点端下发对应的流媒体数据。其中，智能控制节点端可以将拉取的流媒体数据在LED户外景观装置上进行播放。\n[0037] 本发明采用的流媒体传输方式，省去了传统FTP方式的下载这个环节，直接想播那个节目，那么就根据播放的节目文件名，直接去流媒体内容服务器拉取流媒体数据进行播放，不需要等待下载完了再播放，提高了效率，同时便于切换节目，想播哪个节目则根据节目名称拉取该节目的数据。比如：用户希望播放名叫“快乐体操”的一个节目，而这时候智能控制节点端本地没有这个节目，则可以直接去流媒体内容服务器拉取“快乐体操”的流媒体数据进行播放，而不是等待完这个节目才播放。\n[0038] 智能控制节点端则根据(实时的或者预先设置的)播放策略或指令去连接流媒体内容服务器，然后拉取需要的音视频数据进行播放。\n[0039] 需要说明的是，本发明首先还支持原采用的技术，即通过下载和拷贝进行数据传输。同时在这技术上，也支持实时接收第三方推送的流数据，以及点播流服务器已存在的节目文件。首先，第三方流数据采集端进行数据采集编码，将现场采集到的音视频数据进行压缩编码，压缩完成的音视频数据推送到流媒体内容服务器，将把已存在的源文件放到流媒体内容服务器上。然后，流媒体内容服务器根据网络速度对这些流数据进行分发给不同智能控制节点端，智能控制节点端再根据自己的需要进行节目播放。\n[0040] 在本发明的一个实施例中，播放策略包括：播放节目名称、播放方式、播放时间。具体的，播放策略，指的是对一个或一组智能控制节点该如何播放、播放什么节目、何时播放进行动态配置的一种服务。例如，本发明可以设定某个或某组智能控制节点在每周六晚上6点到8点进行几个LED灯光节目的循环播放，这个时候可以称为周日晚间策略；或者设置5月\n1号的时候进行劳动节LED节目的播放，称为劳动节节目策略，此外，本发明也可以设置某年或某月的某个时间段进行某些LED灯光节目的播放等。对于这些不同LED节目的播放策略，本发明可以进行新增、修改、删除等操作，并且一旦策略有变更，智能控制节点端实时响应重新加载策略。\n[0041] 播放策略中的播放方式包括以下一种或多种：单智能控制节点端或一组智能控制节点端下的流媒体节目预约播放、立即播放；单智能控制节点端或一组智能控制节点端下的所有流媒体节目的单节目循环、所有节目循环和所有节目随机播放。\n[0042] 并且，每个智能控制节点端实时监控本地的网络状况，根据网络状况切换流媒体数据源，向流媒体服务器请求与该网络状况适配分辨率及帧率的流媒体数据进行播放。即，在网络实际状况发生变化时，流服务器可以动态切换不同分辨率的源数据，同时结合对RTMP协议进行开发，显著提升传输效率和播放流畅度，同时极大提升了用户对LED景观亮化效果的体验度。\n[0043] 为了保证LED灯光的流畅性，智能控制节点端会根据网络状况进行流媒体数据源的切换。智能控制节点端内置有网络状态的长期训练算法以实现对网络状态质量的检测，利用该算法每隔第一预设周期(例如每秒)记录当前网络速率值，每隔第二预设周期(例如每小时)计算网络速率的平均值并作为网络状况的比对标准，将实时记录的网络速率值与该平均值进行比对，如果低于该平均值则判断网络速率降低，由智能控制节点端向流媒体内容服务器拉取分辨率或帧率低的流媒体数据；当检测到实时的网络速率值高于平均值后，则由智能控制节点端向流媒体内容服务器拉取分辨率或帧率高的流媒体数据。例如，当持续一段时间(这个时间可以在系统中动态设置)，比如1分钟的网络速率都是小于平均值(阈值)，这个时候本发明判断网络速率在降低，为了保持LED节目的流畅性，由智能控制节点端去向流媒体内容服务器拉取分辨率或帧率更低的LED节目源进行播放，当网络速率变好后，再去变更拉取的数据源。\n[0044] 同时，流媒体内容服务器分析来自智能控制节点端上传的网络状态，当检测到网络速率降低时，对该智能控制节点端请求的流媒体数据进行以下处理：压缩编码、减小每块流媒体数据的大小，把数据分的更小，以提高传输效率。根据网络情况可以切换不同分辨率或帧率的源数据，也可以降低数据包大小以保证流畅度。\n[0045] 此外，流媒体内容服务器还用于对请求连接的多个智能控制节点端进行管理，包括：当检测到该流媒体内容服务器的连接承载量超过负荷后，则将超负荷部分的请求分发至其他流媒体内容服务器或等待空闲连接位置，实现节目内容分发。即，当智能控制节点一拥而上进行连接要拉取流数据时，流媒体服务器对这些连接进行一个有效的管理，当一台服务器连接承载量到了后，则把这些请求分发到另一个服务器或等待有空闲连接位置出来，以免服务器承载量太大宕机了。传输效率就得到了提升，因为不同的连接被分发到不同的流媒体服务器上，不会对同一台服务器造成太大的压力。\n[0046] 根据本发明实施例的基于流媒体技术的灯光控制系统数据处理系统，利用多个第三方数据采集端、流媒体内容服务器和多个智能控制节点端，采用流媒体方式进行数据传输，省去了传统FTP方式的下载这个环节，而是直接去流媒体内容服务器拉取流媒体数据进行播放，不需要等待下载完了再播放，提高了效率，具有很高的灵活性，实时效果好，处理时间段，可以应对紧急任务能快速切换。\n[0047] 在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。\n[0048] 尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。