張鵬瑞

隨著4G時(shí)代的到來(lái)和互聯(lián)網(wǎng)的迅速發(fā)展，人們可以在智能手機(jī)上觀看各種多媒體資訊。在高校學(xué)生使用手機(jī)的頻率很高，如何讓學(xué)生利用手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備觀看老師上課的視頻課？提出基于 wifi，設(shè)計(jì)一種流媒體服務(wù)器的多功能視頻點(diǎn)播系統(tǒng)。該系統(tǒng)體現(xiàn)了學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性，滿足了個(gè)性化學(xué)習(xí)的需求。

一、研究目的

該學(xué)習(xí)系統(tǒng)，可以滿足不同學(xué)生教師的不同需求，用途廣、易于實(shí)現(xiàn)、簡(jiǎn)單便捷，值得在教育領(lǐng)域上推廣開(kāi)來(lái)，為更多的人創(chuàng)造便利。

二、系統(tǒng)硬件平臺(tái)

視頻點(diǎn)播系統(tǒng)包括服務(wù)器端、客戶端以及兩者之間的通信方式。大概流程為：外接設(shè)備連接流媒體服務(wù)器，講多媒體課件資源傳輸?shù)椒?wù)器端，在流媒體服務(wù)器上對(duì)視頻采取壓縮，以保證超清、高清視頻能夠正常傳送給安卓手機(jī)客戶端；安卓手機(jī)客戶端用wifi實(shí)現(xiàn)接收服務(wù)器多媒體資源的功能，服務(wù)器端和客戶端之間選用 R-TSP 和 UDP 相結(jié)合的協(xié)議方式，保證服務(wù)器向客戶端傳輸視音頻快速、準(zhǔn)確。

從上圖可以清晰的看出設(shè)計(jì)的系統(tǒng)方案中主要由外接設(shè)備、服務(wù)器、W IFI網(wǎng)絡(luò)適配器和安卓手機(jī)五大硬件組成。其中，外接設(shè)備硬件功能為：與服務(wù)器相連，將己壓縮視頻課件傳送給服務(wù)器系統(tǒng)；服務(wù)器接收視頻并進(jìn)行處理，并完成與多個(gè)手機(jī)客戶端建立連接，提供視頻節(jié)目列表以及完整、清晰、流暢的節(jié)目源；

學(xué)校機(jī)房的服務(wù)器采用IBM機(jī)架式服務(wù)器X3850X5配置為：兩顆八核IntelXeonE7-4820處理器（2.0GHz，18MB緩存），配置3塊300GB2.5英寸SAS熱插拔硬盤，32GBPC3-8500CL7ECC DDR3-1066LPRDIMM ServerRaidM5015陣列卡（512MB緩存帶電池）集成兩塊10/100/1000MB自適應(yīng)以太網(wǎng)卡、HBA卡。交換機(jī)使用華為S9306核心交換機(jī)。學(xué)校在教學(xué)樓、宿舍、圖書館都裝有wifi適配器。可以滿足隨時(shí)隨地?zé)o線上網(wǎng)要求。

三、系統(tǒng)軟件平臺(tái)搭建

該系統(tǒng)軟件架構(gòu)如下圖所示。軟件平臺(tái)由視頻點(diǎn)播系統(tǒng)和服務(wù)器端對(duì)原始視頻無(wú)損壓縮算法兩大軟件架構(gòu)組成。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，在流媒體服務(wù)器端，下載Live_5_5_5服務(wù)器C++源代碼，并且編譯使用，最后修改源代碼重新編譯，生成本系統(tǒng)中服務(wù)器所需要的文件；結(jié)合對(duì)外接設(shè)備原始視頻進(jìn)行無(wú)損壓縮的算法，滿足整個(gè)服務(wù)器軟件需要實(shí)現(xiàn)的功能?？蛻舳耍褂冒沧渴謾C(jī)軟件，通過(guò)在安卓手機(jī)上設(shè)計(jì)的播放器軟件，實(shí)現(xiàn)顯示節(jié)目單效果，同時(shí)需要對(duì)壓縮的原始視頻完整正確的解碼回放。點(diǎn)播系統(tǒng)的建立，通過(guò)添加部分客戶端服務(wù)器接口，達(dá)到節(jié)目信息產(chǎn)生、傳輸、接收的目的，接著結(jié)合UDP與RTSP傳輸協(xié)議，實(shí)現(xiàn)服務(wù)器和客戶端在同一個(gè)局域網(wǎng)內(nèi)，一個(gè)或多個(gè)人端可通過(guò)輸入服務(wù)器IP的方法獲取服務(wù)器上的節(jié)目信息，點(diǎn)擊手機(jī)列表中自己喜歡觀看的節(jié)目名稱，進(jìn)而成功播放文件，完成點(diǎn)播功能。

四、校園流媒體學(xué)習(xí)系統(tǒng)整體方案

準(zhǔn)備好了硬件和軟件，開(kāi)始搭建流媒體服務(wù)器。

本系統(tǒng)涉及多播技術(shù)、原始圖像幀無(wú)損壓縮、UDP控制流、RTSP傳輸流、流媒體服務(wù)器、智能手機(jī)點(diǎn)播的系統(tǒng)方法，最終能達(dá)到在一定區(qū)域內(nèi)，多個(gè)手機(jī)自由、免費(fèi)、快速的點(diǎn)播服務(wù)器本地或外接設(shè)備視音頻。主要步驟有： a.將系統(tǒng)內(nèi)核設(shè)置為支持多播技術(shù)；b.本地服務(wù)器或外接設(shè)備存儲(chǔ)的原始圖像幀以宏塊為預(yù)測(cè)編碼的基本單元，支持宏塊隨機(jī)訪問(wèn)，實(shí)現(xiàn)無(wú)損壓縮； c.壓縮編碼后的視頻節(jié)目及外接設(shè)備存儲(chǔ)的完整視音頻通過(guò)wifi網(wǎng)絡(luò)適配器傳輸給安卓手機(jī)客戶端，多個(gè)客戶端通過(guò)UDP和RTSP協(xié)議實(shí)現(xiàn)控制流和傳輸流；d.多個(gè)智能手機(jī)終端接收到數(shù)據(jù)資源，顯示節(jié)目列表，點(diǎn)播視頻進(jìn)行信源解碼和回放。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下圖所示。根據(jù)系統(tǒng)整體方案，需要實(shí)現(xiàn)以下幾點(diǎn)關(guān)鍵技術(shù)：便攜式流媒體服務(wù)器視頻點(diǎn)播低功耗裝置，服務(wù)器端對(duì)視頻高效壓縮方法；流媒體服務(wù)器和智能手機(jī)間UDP控制流和RTSP數(shù)據(jù)流機(jī)制，提高服務(wù)器處理速度和數(shù)據(jù)傳輸速度；安卓手機(jī)客戶端能夠?qū)σ曨l編碼算法進(jìn)行解碼，實(shí)現(xiàn)多個(gè)用戶同時(shí)發(fā)出請(qǐng)求，客戶端出現(xiàn)兩個(gè)滿足不同需求的菜單，自由點(diǎn)播相互之間沒(méi)有干擾；設(shè)計(jì)安卓手機(jī)播放器，正常接收系統(tǒng)服務(wù)器直接存儲(chǔ)的視音頻和經(jīng)過(guò)壓縮處理的部分場(chǎng)合監(jiān)控畫面，學(xué)生和老師可以根據(jù)自己的需求選擇相應(yīng)列表點(diǎn)擊。

（作者單位：甘肅建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院）