本發(fā)明涉及藍(lán)牙傳輸視頻技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種在地下隧道基于藍(lán)牙高可靠傳輸音視頻的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：

目前，我國正處在城鎮(zhèn)化快速發(fā)展時(shí)期，地下基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)滯后。推進(jìn)城市地下綜合管廊建設(shè)，統(tǒng)籌各類市政管線規(guī)劃、建設(shè)和管理，解決反復(fù)開挖路面、架空線網(wǎng)密集、管線事故頻發(fā)等問題。用好地下空間資源，提高城市綜合承載能力，滿足民生之需，還能帶動(dòng)有效投資、增加公共產(chǎn)品供給，提升新型城鎮(zhèn)化發(fā)展質(zhì)量，打造經(jīng)濟(jì)發(fā)展新動(dòng)力。

然而，由于地下隧道內(nèi)通常沒有手機(jī)信號(hào)，工作人員進(jìn)入隧道后，即與外界失去聯(lián)系，隧道內(nèi)發(fā)生險(xiǎn)情時(shí)，工作人員無法向外界發(fā)出緊急求救信號(hào)，嚴(yán)重影響了人身安全。

有些廠商提出了光纖+WiFi的方式來解決地下綜合管廊里沒有信號(hào)的問題，但該方式存在功耗高的問題，一般需要隧道內(nèi)具備強(qiáng)電條件，而強(qiáng)電會(huì)帶來安全隱患，況且很多隧道內(nèi)不具備強(qiáng)電條件，所以光纖+WiFi的方式不具備推廣性。

另外，傳統(tǒng)智能手機(jī)向接入點(diǎn)設(shè)備發(fā)送一幀數(shù)據(jù)后，等待接入點(diǎn)終端回復(fù)，如果接入點(diǎn)終端回復(fù)接收成功，則智能手機(jī)發(fā)送下一幀數(shù)據(jù)，如果接入點(diǎn)終端回復(fù)接收失敗，則智能手機(jī)重發(fā)該幀數(shù)據(jù)，連續(xù)重發(fā)三次失敗后，則提示用戶發(fā)送失敗，該方法存在著交互次數(shù)頻繁的缺點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了解決上述問題，提出了一種在地下隧道內(nèi)基于藍(lán)牙高可靠傳輸音視頻的系統(tǒng)和方法，具有運(yùn)行功耗低，安全性高，方便巡檢工作的優(yōu)點(diǎn)，也在一定程度上保證了人身安全。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下方案：

一種在地下隧道基于藍(lán)牙高可靠傳輸音視頻的系統(tǒng)，包括智能手機(jī)或平板電腦、多個(gè)接入點(diǎn)終端、平臺(tái)服務(wù)器和客戶端，所述智能手機(jī)或平板電腦采集音視頻原始碼流并壓縮存儲(chǔ)，通過藍(lán)牙傳輸給接入點(diǎn)終端；多個(gè)接入點(diǎn)終端每隔一定距離安裝在地下隧道內(nèi)，所述距離滿足智能手機(jī)或平板電腦采用藍(lán)牙傳輸?shù)木嚯x要求；每個(gè)接入點(diǎn)終端設(shè)置有藍(lán)牙模塊和存儲(chǔ)模塊，用于接收和存儲(chǔ)來自智能手機(jī)或平板電腦傳輸?shù)囊粢曨l碼流，各個(gè)接入點(diǎn)終端與平臺(tái)服務(wù)器采用有線連接，用于將音視頻碼流上傳至平臺(tái)服務(wù)器；平臺(tái)服務(wù)器與客戶端采用無線連接，用于將音視頻碼流轉(zhuǎn)發(fā)給目的客戶端。

一種在地下隧道基于藍(lán)牙高可靠傳輸音視頻的方法，包括以下步驟：

(1)智能手機(jī)或平板電腦采集音視頻原始碼流；

(2)智能手機(jī)或平板電腦采用AAC格式對(duì)音頻壓縮存儲(chǔ)為二進(jìn)制碼流；對(duì)視頻采用FFmpeg庫結(jié)合隧道內(nèi)網(wǎng)絡(luò)帶寬情況，進(jìn)行強(qiáng)壓縮，并存儲(chǔ)為MP4格式文件；

(3)智能手機(jī)或平板電腦將壓縮后的音視頻二進(jìn)制碼流通過藍(lán)牙傳輸給接入點(diǎn)終端；

(4)接入點(diǎn)終端將音視頻二進(jìn)制碼流傳輸給平臺(tái)服務(wù)器；

(5)平臺(tái)服務(wù)器將音視頻二進(jìn)制碼流發(fā)送給目的客戶端。

音頻的壓縮編碼參數(shù)為：比特率為64k，采樣率為8000，音頻通道為雙通道。

視頻壓縮參數(shù)為：寬度為480像素，高度為480像素，幀率為15，比特率為200*1000，視頻錄制時(shí)長(zhǎng)最長(zhǎng)為10秒鐘。

智能手機(jī)或平板電腦通過藍(lán)牙傳輸視頻的每一幀數(shù)據(jù)包括：數(shù)據(jù)頭部、數(shù)據(jù)長(zhǎng)度、數(shù)據(jù)功能碼、數(shù)據(jù)內(nèi)容和校驗(yàn)。

所述校驗(yàn)采用CRC校驗(yàn)方式用于準(zhǔn)確傳輸視頻碼流，所述CRC校驗(yàn)方式為：智能手機(jī)或平板電腦對(duì)所傳數(shù)據(jù)做CRC校驗(yàn)，接入點(diǎn)終端接收數(shù)據(jù)后，同樣對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行CRC校驗(yàn)，對(duì)二者CRC校驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，如不一致，則認(rèn)為傳輸失敗。

所述智能手機(jī)或平板電腦采用8包數(shù)據(jù)為一幀，向接入點(diǎn)終端發(fā)送一幀數(shù)據(jù)，等待接入點(diǎn)終端回復(fù)，如果接入點(diǎn)終端回復(fù)接收成功，則智能手機(jī)或平板電腦發(fā)送下一幀數(shù)據(jù)，如果接入點(diǎn)終端回復(fù)接收失敗，則智能手機(jī)或平板電腦重發(fā)該幀數(shù)據(jù)。

接入點(diǎn)終端將音視頻的二進(jìn)制碼流透?jìng)鹘o平臺(tái)服務(wù)器。

平臺(tái)服務(wù)器和客戶端一直保持連接，當(dāng)有新的音視頻傳輸給平臺(tái)服務(wù)器時(shí)，平臺(tái)服務(wù)器即時(shí)推送給目的客戶端

本發(fā)明的有益效果：

(1)運(yùn)行功耗低，安全性高。藍(lán)牙相比WiFi具有功耗低特點(diǎn)，尤其是藍(lán)牙4.0功耗更低，使用標(biāo)準(zhǔn)紐扣電池可運(yùn)行一年乃至數(shù)年；

(2)利用藍(lán)牙傳輸視頻，工作人員在隧道環(huán)境下作業(yè)時(shí)，僅通過語音有時(shí)無法形象的描述現(xiàn)場(chǎng)情況，需通過視頻來查看隧道下的實(shí)際環(huán)境情況；

(3)對(duì)攝像頭采集的原始視頻碼流進(jìn)行強(qiáng)壓縮，壓縮后的視頻即可以很方便的在藍(lán)牙及低功耗網(wǎng)絡(luò)下傳輸；

(4)視頻傳輸效率高、準(zhǔn)確性高，且傳輸較可靠，視頻在傳輸?shù)倪^程不會(huì)出現(xiàn)中間丟包而導(dǎo)致無法播放的現(xiàn)象；

(5)接入點(diǎn)終端向平臺(tái)服務(wù)器以透?jìng)鞣绞絺鬏敂?shù)據(jù)，可以保證信息準(zhǔn)確傳達(dá)，而不受管道商的控制；

(6)解決工作人員隧道內(nèi)無法和外界溝通的難題,實(shí)現(xiàn)了智能手機(jī)或平板電腦通過藍(lán)牙傳輸音視頻進(jìn)行通信，不僅方便了巡檢工作，也在一定程度上保證了人身安全.

附圖說明

圖1為本發(fā)明通信數(shù)據(jù)流程圖；

圖2為本發(fā)明接入點(diǎn)終端與平臺(tái)服務(wù)器之間傳輸示意圖。

具體實(shí)施方式：

下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

一種在地下隧道基于藍(lán)牙高可靠傳輸音視頻的系統(tǒng)，包括智能手機(jī)或平板電腦、多個(gè)接入點(diǎn)終端、平臺(tái)服務(wù)器和客戶端，所述智能手機(jī)或平板電腦采集音視頻原始碼流并壓縮存儲(chǔ)，通過藍(lán)牙傳輸給接入點(diǎn)終端；多個(gè)接入點(diǎn)終端每隔一定距離安裝在地下隧道內(nèi)，所述距離滿足智能手機(jī)或平板電腦采用藍(lán)牙傳輸?shù)木嚯x要求；每個(gè)接入點(diǎn)終端設(shè)置有藍(lán)牙模塊和存儲(chǔ)模塊，用于接收和存儲(chǔ)來自智能手機(jī)或平板電腦傳輸?shù)囊粢曨l碼流，各個(gè)接入點(diǎn)終端與平臺(tái)服務(wù)器采用有線連接，用于將音視頻碼流上傳至平臺(tái)服務(wù)器；平臺(tái)服務(wù)器與客戶端采用無線連接，用于將音視頻碼流轉(zhuǎn)發(fā)給目的客戶端。

一種在地下隧道基于藍(lán)牙高可靠傳輸音視頻的方法，包括以下步驟(如圖1所示)：

(1)智能手機(jī)或平板電腦采集音視頻原始碼流；

(2)智能手機(jī)或平板電腦采用AAC格式對(duì)音頻壓縮存儲(chǔ)為二進(jìn)制碼流；對(duì)視頻采用FFmpeg庫結(jié)合隧道內(nèi)網(wǎng)絡(luò)帶寬情況，進(jìn)行強(qiáng)壓縮，并存儲(chǔ)為MP4格式文件；

(3)智能手機(jī)或平板電腦將壓縮后的音視頻二進(jìn)制碼流通過藍(lán)牙傳輸給接入點(diǎn)終端；

(4)接入點(diǎn)終端將音視頻二進(jìn)制碼流傳輸給平臺(tái)服務(wù)器；

(5)平臺(tái)服務(wù)器將音視頻二進(jìn)制碼流發(fā)送給目的客戶端。

音頻采用AAC格式壓縮存儲(chǔ)。音頻編碼的參數(shù)如下：比特率為64k，采樣率為8000，音頻通道為雙通道。這樣既保證了工作人員和外界通信時(shí)通話質(zhì)量的高清晰度，又不會(huì)給隧道內(nèi)的低功耗帶寬帶來太大壓力。

視頻采用MP4格式壓縮存儲(chǔ)。目前，市面上主流手機(jī)攝像頭的像素為800萬至1300萬，錄制視頻10秒鐘將會(huì)產(chǎn)生十幾兆字節(jié)的錄像，顯然在隧道內(nèi)的低功耗網(wǎng)絡(luò)情況下，傳輸高清視頻圖像將會(huì)占用極大的網(wǎng)絡(luò)帶寬，導(dǎo)致其他應(yīng)用無法進(jìn)行正常通信。所以，我們采用FFmpeg庫結(jié)合隧道內(nèi)網(wǎng)絡(luò)帶寬情況，對(duì)攝像頭采集的原始視頻碼流進(jìn)行強(qiáng)壓縮，視頻壓縮參數(shù)為：視頻寬度為480像素，視頻高度為480像素，視頻編碼格式為MPEG4，視頻幀率為15，視頻比特率為200*1000；并且，視頻錄制時(shí)長(zhǎng)最長(zhǎng)為10秒鐘，這樣每段視頻大小在600k字節(jié)左右，壓縮后的視頻即可以很方便的在藍(lán)牙及低功耗網(wǎng)絡(luò)下傳輸。

由于現(xiàn)有的藍(lán)牙模塊不具有視頻傳輸功能，我們?cè)O(shè)計(jì)了一種藍(lán)牙視頻傳輸方式用于智能手機(jī)或平板電腦和接入點(diǎn)終端間的藍(lán)牙通信。

藍(lán)牙傳輸視頻的每一幀數(shù)據(jù)包括：數(shù)據(jù)頭部、數(shù)據(jù)長(zhǎng)度、數(shù)據(jù)功能碼、數(shù)據(jù)內(nèi)容和校驗(yàn)。這種數(shù)據(jù)格式非常簡(jiǎn)潔，并且采用二進(jìn)制字節(jié)流傳輸，未采用XML格式等冗余大字段類型，所以傳輸數(shù)據(jù)效率非常高。

所述校驗(yàn)采用CRC校驗(yàn)方式用于準(zhǔn)確傳輸視頻碼流，所述CRC校驗(yàn)方式為：智能手機(jī)或平板電腦對(duì)所傳數(shù)據(jù)做CRC校驗(yàn)，接入點(diǎn)終端接收數(shù)據(jù)后，同樣對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行CRC校驗(yàn)，對(duì)二者CRC校驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，如不一致，則認(rèn)為傳輸失敗。

CRC即循環(huán)冗余校驗(yàn)碼：是數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域中的一種查錯(cuò)校驗(yàn)碼，其特征是信息字段和校驗(yàn)字段的長(zhǎng)度可以任意選定。循環(huán)冗余檢查(CRC)是一種數(shù)據(jù)傳輸檢錯(cuò)功能，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行多項(xiàng)式計(jì)算，并將得到的結(jié)果附在幀的后面，接收設(shè)備也執(zhí)行類似的算法，以保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性和完整性。

傳統(tǒng)智能手機(jī)與接入點(diǎn)終端的通信存在著交互次數(shù)頻繁的缺點(diǎn)，因?yàn)樗{(lán)牙傳輸數(shù)據(jù)失敗率很低，所以我們采用每傳輸8包數(shù)據(jù)為一幀，即智能手機(jī)或平板電腦采用8包數(shù)據(jù)為一幀，向接入點(diǎn)終端發(fā)送一幀數(shù)據(jù)，等待接入點(diǎn)終端回復(fù)，如果接入點(diǎn)終端回復(fù)接收成功，則智能手機(jī)或平板電腦發(fā)送下一幀數(shù)據(jù)，如果接入點(diǎn)終端回復(fù)接收失敗，則智能手機(jī)或平板電腦重發(fā)該幀數(shù)據(jù)。這樣既提高了高速傳輸速率，也保證了傳輸數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確可靠性。

接入點(diǎn)終端將音視頻的二進(jìn)制碼流透?jìng)鹘o平臺(tái)服務(wù)器。

平臺(tái)服務(wù)器將音視頻的二進(jìn)制碼流轉(zhuǎn)發(fā)給目標(biāo)客戶端，客戶端緩存音視頻二進(jìn)制碼流，并播放，指運(yùn)行應(yīng)用軟件的服務(wù)器，所有的隧道內(nèi)的智能手機(jī)或平板電腦、平臺(tái)客戶端都需要連接平臺(tái)服務(wù)器，一般部署于監(jiān)控中心機(jī)房，主要用戶各客戶端之間的通信交換平臺(tái)服務(wù)器像一個(gè)交通樞紐，所有的數(shù)據(jù)請(qǐng)求及傳輸均需要通過平臺(tái)服務(wù)器。

智能手機(jī)還可替換為平板電腦。

客戶端包括但不限于臺(tái)式電腦、筆記本電腦、手機(jī)以及平板電腦，客戶端和平臺(tái)服務(wù)器保持長(zhǎng)連接通信，當(dāng)有新的消息時(shí)，平臺(tái)服務(wù)器將即時(shí)推送給客戶端，客戶端接收到音視頻二進(jìn)制碼流后，保存在手機(jī)本地存儲(chǔ)。

上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。