本發(fā)明涉及弱網(wǎng)傳輸領(lǐng)域，特別涉及一種基于gb28181協(xié)議的弱網(wǎng)傳輸優(yōu)化系統(tǒng)與方法。

背景技術(shù)：

1、隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，以及國家在安防等方面的投入加大，基于gb28181協(xié)議的通訊產(chǎn)品得到了廣泛的應(yīng)用。安防攝像頭，布控球等隨處可見，公檢法、衛(wèi)生、鐵路等工作人員基本都佩戴了gb28181執(zhí)法記錄儀。

2、現(xiàn)有技術(shù)中，當前基于gb28181的通訊產(chǎn)品主要用途基本在于實時音視頻傳輸，數(shù)據(jù)傳輸量較大，對網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量要求高。目前在視頻傳輸方式上主要采用rtp實時傳輸方式，傳統(tǒng)的rtp/rtcp方式，能提供很好的流量和擁塞控制，但是對于弱網(wǎng)情況下的丟包處理得不夠，很容易出現(xiàn)花屏，馬賽克等現(xiàn)象，影響觀看體驗。雖然可以采取tcp/rtp/avp的方式可以很好地解決丟包造成的花屏、馬賽克等問題，但會增加延時，可能出現(xiàn)視頻卡頓現(xiàn)象。

3、因此，當前急需一種基于gb28181的針對弱網(wǎng)優(yōu)化的傳輸方案，平衡好丟包和延時的問題，為當前的安防工作添磚加瓦。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種基于gb28181協(xié)議的弱網(wǎng)傳輸優(yōu)化系統(tǒng)與方法，以解決(1)在弱網(wǎng)情況下的丟包處理得不夠，容易出現(xiàn)花屏的問題；(2)采取tcp/rtp/avp的方式解決丟包問題的同時會增加延時，出現(xiàn)視頻卡頓的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種基于視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的弱網(wǎng)傳輸優(yōu)化方法，其特征在于：通過各個實體設(shè)備通過g1向接入服務(wù)器注冊和采用視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)協(xié)議通訊，接入服務(wù)器擴展國標拉流消息中的sdp并添加fec數(shù)據(jù)類型，瀏覽器端通過http1與接入服務(wù)器交互，發(fā)送拉流指令，接入服務(wù)器通過http2通知媒體服務(wù)器操作，實體設(shè)備根據(jù)指令采集、編碼和發(fā)送視頻數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)通過s1、s2傳輸至媒體服務(wù)器，經(jīng)處理后通過s3轉(zhuǎn)發(fā)給瀏覽器播放；所述的g1是國標信令流，s1、s2、s3均是rtp媒體流，s1、s2采用udp傳輸，s3采用tcp傳輸。

4、一種基于視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的弱網(wǎng)傳輸優(yōu)化方法具體包括以下步驟；

5、s1：各個實體設(shè)備通過g1注冊到接入服務(wù)器，各個實體設(shè)備與接入服務(wù)器采用視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)協(xié)議進行相應(yīng)的消息通訊；

6、s2：接入服務(wù)器通過g1收到實體設(shè)備注冊消息，從數(shù)據(jù)庫查找實體設(shè)備信息并驗證注冊參數(shù)，并通過g1將結(jié)果返回到實體設(shè)備；

7、s3：瀏覽器端通過http1與接入服務(wù)器連接通訊，連接成功后瀏覽器端會先通過http1查詢當前已經(jīng)注冊的設(shè)備并顯示，后續(xù)注冊的設(shè)備，接入服務(wù)器會通過http1上報給瀏覽器端，供瀏覽器端顯示；

8、s4、：瀏覽器端通過http1將拉流指令發(fā)送到接入服務(wù)器；

9、s5：接入服務(wù)器通過http2通知媒體服務(wù)器打開收發(fā)數(shù)據(jù)端口，并將媒體服務(wù)器收流地址以及媒體參數(shù)發(fā)送給實體設(shè)備；

10、s6：實體設(shè)備收到拉流消息，將媒體參數(shù)回復(fù)給接入服務(wù)器；

11、s7：接入服務(wù)器接收到實體設(shè)備回復(fù)之后，通過http1將媒體服務(wù)器發(fā)流地址發(fā)送給瀏覽器端，然后給實體設(shè)備發(fā)送“ack”消息，示意實體設(shè)備開始推流；

12、s8:瀏覽器端接收到接入服務(wù)器回復(fù)的媒體服務(wù)器發(fā)流地址后，主動連接到媒體服務(wù)器發(fā)流地址，開始收流、播放；

13、s9：實體設(shè)備收到服務(wù)器發(fā)送的“ack”消息后，實體設(shè)備按預(yù)設(shè)的碼率、幀率開始采集攝像頭視頻，并編碼放入視頻幀隊列；

14、s10：實體設(shè)備將視頻幀隊列中的視頻幀打包成rtp數(shù)據(jù)包，并生成fec數(shù)據(jù)包，分別放入發(fā)送隊列和fec數(shù)據(jù)隊列；

15、s11：實體設(shè)備將發(fā)送隊列中原始視頻rtp包通過s1發(fā)送到媒體服務(wù)器，并將已發(fā)送的rtp包加入已發(fā)送隊列，保存一段時間，定期清理超時數(shù)據(jù)；

16、s12：實體設(shè)備將fec數(shù)據(jù)隊列中的fec數(shù)據(jù)通過s2發(fā)送到媒體服務(wù)器；

17、s13：媒體服務(wù)器將從s1、s2接收到的原始視頻rtp和fec數(shù)據(jù)分別放入rtp數(shù)據(jù)隊列和fec數(shù)據(jù)隊列；

18、s14：媒體服務(wù)器現(xiàn)將rtp數(shù)據(jù)隊列隊首的等待超時數(shù)據(jù)和已拼接幀完整的數(shù)據(jù)通過s3轉(zhuǎn)發(fā)給瀏覽器；

19、s15：瀏覽器將從s3接收到的媒體數(shù)據(jù)送入播放器解碼播放。

20、所述的一種基于視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的弱網(wǎng)傳輸優(yōu)化方法，在s15步驟后依次進行以下步驟：

21、s16：媒體服務(wù)器找到當前rtp數(shù)據(jù)隊列中缺少的包序，通過fec數(shù)據(jù)隊列嘗試修復(fù)，將修復(fù)完的數(shù)據(jù)按包序插入到rtp數(shù)據(jù)隊列；如果缺失序列太多或者fec數(shù)據(jù)本身有缺失導(dǎo)致修復(fù)失敗，則通過s1給實體設(shè)備發(fā)送nack信號，通知實體設(shè)備重發(fā)一份缺失的原始數(shù)據(jù)；

22、s17：實體設(shè)備收到媒體服務(wù)器發(fā)送的nack信號后，從已發(fā)送隊列中找到需要重發(fā)的數(shù)據(jù)通過s1重發(fā)給媒體服務(wù)器。

23、所述的一種基于視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的弱網(wǎng)傳輸優(yōu)化方法，還包括以下步驟：

24、s1：觀看結(jié)束后瀏覽器發(fā)送結(jié)束指令到接入服務(wù)器；

25、s2：接入服務(wù)器收到結(jié)束指令后轉(zhuǎn)發(fā)給實體設(shè)備，并通過http2通知媒體服務(wù)器關(guān)閉接收和轉(zhuǎn)發(fā)端口；

26、s3：實體設(shè)備收到結(jié)束指令，退出推流狀態(tài)，停止推流。

27、所述的實體設(shè)備是指執(zhí)法記錄儀設(shè)備。

28、所述的g1是國標信令流，s1、s2、s3均是rtp媒體流，s1、s2采用udp傳輸，s3采用tcp傳輸。

29、所述的db1、db2是數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)流，http1、http2均是http協(xié)議數(shù)據(jù)流。

30、所述的一種基于視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的弱網(wǎng)傳輸優(yōu)化方法，接入服務(wù)器擴展了國標拉流消息“invite”中的sdp(session?description?protocol，會話描述協(xié)議)，rtpmap(rtp參數(shù)映射表)在原有的視頻參數(shù)ps/90000、h264/90000、mpeg4/90000、h265/90000中新加flexfec/90000類型，表示時鐘頻率為90000的fec(forward?error?correction，前向糾錯)數(shù)據(jù)。

31、所述的一種基于視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的弱網(wǎng)傳輸優(yōu)化方法，所述的媒體服務(wù)器接受、修復(fù)、錄制和轉(zhuǎn)發(fā)媒體數(shù)據(jù)；所述的瀏覽器端提供人機交互界面，提供設(shè)備信息增刪改查的平臺管理窗口；數(shù)據(jù)庫存儲終端設(shè)備信息。

32、所述的一種基于視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的弱網(wǎng)傳輸優(yōu)化方法，所述的設(shè)備擴展了gb28181協(xié)議sdp，并在rtp流里新加nack和fec。

33、一種基于視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的弱網(wǎng)傳輸優(yōu)化系統(tǒng)，運行所述的基于視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的弱網(wǎng)傳輸優(yōu)化方法進行弱網(wǎng)傳輸優(yōu)化。

34、為了解決設(shè)備到媒體服務(wù)器媒體傳輸時產(chǎn)生的丟包問題，由于實際網(wǎng)絡(luò)丟包不可控，故測試時需要采用軟件模擬的方式來模擬丟包，早期微軟有提供一個網(wǎng)絡(luò)模擬工具(network?emulator?toolkit)，先找一臺能夠連接上服務(wù)器且?guī)捵銐虻碾娔X，然后在此電腦上配置好模擬工具參數(shù)，設(shè)置隨機丟包率為15％。最后讓此電腦提供一個熱點供設(shè)備連接，即可將設(shè)備與媒體服務(wù)器間的丟包率穩(wěn)定在15±1％；

35、經(jīng)過對比測試，在15％丟包率的情況下：

36、(1)傳統(tǒng)的rtp/rtcp模式，由于丟包，無法解碼出畫面；

37、(2)tcp/rtp/rtcp模式下，能播放出畫面，初始延時高達7秒，且隨時間推移不斷加大，卡頓嚴重；

38、(3)采用本發(fā)明設(shè)計方案，畫面流暢，延時只有2秒。