CN104601962A - 基于通用串行总线的音视频传输对讲系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于通用串行总线的音视频传输对讲系统及方法，其中，系统包括摄像设备、对讲控制器、手持智能终端及集群服务器；手持智能终端具有一串行通信接口，串行通信接口通过一通用串行总线与摄像设备和对讲控制器连接，摄像头通过网络共享方式将手持智能终端虚拟成网卡；手持智能终端通过移动4G蜂窝数据与集群服务器连接。本发明提供的基于通用串行总线的音视频传输对讲系统及方法，可以利用通用串行总线将手持智能终端虚拟成网卡，进行网络共享，进而实现语音的对讲及音视频数据的远程传输。

Description

基于通用串行总线的音视频传输对讲系统及方法

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种基于通用串行总线的音视频传输对讲系统及方法。

背景技术

随着中国移动4GLTE网络覆盖，利用最先进的VoLTE技术，全部业务承载于4G网络上，可实现数据与语音业务在同一网络下的统一。换言之，VoLTE是架构在4G网络上全IP条件下的端到端音视频通信方案。4G网络下不仅仅提供高速率的数据业务，同时还提供高质量的音视频通话。

因此，基于中国移动新一代4GLTE无线宽带通信网络，以及4G上行超过50M，下行超过100M的高带宽，以移动性、高宽带、融合通信为主要应用的无线宽带多媒体通信服务，将具备了广阔的应用前景。随着4G网络的建设和发展，带来网络基础条件的巨大变化，中国移动TD-LTE网络可以承载1080P格式及以上的高清视频实时直播；另外一方面是移动智能终端的快速发展，以iOS、安卓等智能操作系统为代表的高性能移动信息终端的发展，极大地提升了便携手持智能终端的能力，从而真正可以实现ALL IN ONE的融合能力应用。

而在交警等执法人员在执法过程中必须要携带多个设备，例如对讲机、执法记录仪、图传设备、定位设备、业务处理专用终端等，如此以来，执法使用的通信系统显得尤为庞大，使用也极为不方便。

有鉴于此，有必要提供一种基于通用串行总线的音视频传输对讲系统及方法，该系统及方法可以基于最新的中国移动4GLTE网络等无线网络以及结合交警需求的手持智能终端而实现融合视频、语音、定位、文本、会议、调度于一体的无线宽带多媒体集群通信服务。

发明内容

本发明的主要目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种基于通用串行总线的音视频传输对讲系统及方法。

本发明解决现有技术问题所采用的技术方案是：一种基于通用串行总线的音视频传输对讲系统，包括摄像设备、对讲控制器、手持智能终端及集群服务器；

所述手持智能终端具有一串行通信接口，所述串行通信接口通过一通用串行总线与所述摄像设备和对讲控制器连接，且所述手持智能终端通过移动4G蜂窝数据与集群服务器连接；

所述摄像设备通过网络共享方式将所述手持智能终端虚拟成网卡，用于采集音视频图像并形成音视频数据，以及通过所述手持智能终端共享的网络传输所述音视频数据；

所述对讲控制器用于录入语音并形成第一音频信号，且经所述通用串行总线传输至所述手持智能终端，并在所述手持智能终端上通过音频编码形成第一音频数据，再通过所述手持智能终端自身4G数据网络将所述第一音频数据传输到所述集群服务器；

所述集群服务器用于接收所述音视频数据和/或第一音频数据，并将所述音视频数据和/或第一音频数据转发给其他对讲终端；以及将所述其他对讲终端发送的第二音频数据发送至所述对讲控制器；

所述对讲控制器还用于通过所述手持智能终端共享的网络接收所述第二音频数据，并将所述第二音频数据解码输出。

优选地，所述手持智能终端还用于通过所述串行通信接口为所述摄像设备供电。

优选地，还包括音频外放设备及耳机，所述对讲控制器选择性将所述第二音频数据解码输出至音频外放设备或耳机。

优选地，所述串行通信接口包含电源正极端、电源负极端、数据正极端、数据负极端、接地端、耳机检测端、PTT控制端、麦克风输入端、左声道音频传输端及右声道音频传输端；

其中，所述电源正极端、电源负极端、数据正极端及数据负极端组成USB接口与所述摄像设备相连，用于为所述摄像设备供电及传输所述音视频数据；所述耳机检测端与所述对讲控制器的耳机座相连，用于检测所述耳机是否插入所述对讲控制器的耳机座，所述左声道音频传输端及右声道音频传输端与所述音频外放设备及耳机座连接，用于在所述耳机检测端检测到所述耳机插入所述对讲控制器的耳机座时将所述第二音频数据解码后直接输出至所述耳机，在所述耳机检测端未检测到所述对讲控制器上有所述耳机插入时将所述第二音频数据解码后输出至所述音频外放设备；

所述PTT控制端与所述对讲控制器的PTT按键相连，用于控制语音的录入，所述麦克风输入端与所述对讲控制器的麦克风相连，用于在PTT按键按下时录入所述语音。

本发明还提供了一种基于通用串行总线的音视频传输对讲方法，应用于如上所述系统，包括：

通过摄像设备采集音视频图像并形成音视频数据以及通过所述手持智能终端共享的网络传输所述音视频数据；

和/或

对讲控制器录入语音并形成第一音频数据以及通过所述手持智能终端自身的4G数据网络传输所述第一音频数据；

集群服务器接收所述音视频数据和/或第一音频数据，并将所述音视频数据和/或第一音频数据转发给其他对讲终端。

优选地，还包括：

集群服务器将所述其他对讲终端发送的第二音频数据发送至所述对讲控制器；

对讲控制器通过所述手持智能终端共享的网络接收所述第二音频数据，并将所述第二音频数据解码输出

本发明的有益效果是：本发明提供的基于通用串行总线的音视频传输对讲系统及方法，在手持智能终端上配置一串行通信接口，再将该串行通信接口通过通用串行总线对讲控制器及摄像设备，以此，手持智能终端可以虚拟为一个虚拟网卡，可以将其自身的网络共享给摄像设备和对讲控制器，如此，摄像设备可以将音视频数据通过共享的网络(4G或WIFI等)发送至集群服务器，对讲控制器可以第一音频信号传输至手持智能终端，再通过手持智能终端进行编码形成第一音频数据后上传至集群服务器；同时，集群服务器接收的其他对讲终端发送的第二音频数据，可以发送至对讲控制器，如此，实现了语音对讲及视频的传输等，一方面，解决了交警等执法人员必须携带对讲机、执法记录仪、图传设备、定位设备、业务处理专用终端等多个终端的问题。同时，利用VoLTE技术，执法人员语音对讲质量大大提高；另一方面，只要在4G信号或WIFI等无线网络覆盖的范围内即可使用，不依赖于地理位置范围的约束，大大提高了执法人员跨区域合作执法。再一方面，还可以利用串行通信接口为给摄像设备供电，很大程度上较少了摄像设备的重量。更进一步的，基于LTE网络，可以传输高清视频，指挥中心可以随时随地查看执法人员上传的高清视频，有效的指挥调度。

附图说明

图1是本发明实施例基于通用串行总线的音视频传输对讲系统的结构示意图；

图2是本发明实施例基于通用串行总线的音视频传输对讲系统中串行通信接口的结构示意图；

图3是本发明一实施例基于通用串行总线的音视频传输对讲方法的流程图；

图4是本发明另一实施例基于通用串行总线的音视频传输对讲方法的流程图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参照图1所示，本发明实施例提供了一种基于通用串行总线的音视频传输对讲系统，可用于交警等执法人员执法。该系统包括摄像设备100、对讲控制器200、手持智能终端300及集群服务器400。

具体的，手持智能终端300具有一串行通信接口301，该串行通信接口301通过一通用串行总线与所述摄像设备100和对讲控制器200连接，且所述手持智能终端300通过移动4G蜂窝数据与集群服务器400连接。

需要说明的是，该手持智能终端300可以是安卓系统或IOS系统平台的智能设备，而且该手持智能终端300能够连接至互联网，并能够通过互联网传输音视频文件。在本发明的优选实施例中，该手持智能终端300可以支持4G网络的智能终端，当然也可以是WIFI网络。在此前提下，通过通用串行总线与所述摄像设备100和对讲控制器200连接后，该手持智能终端200即可作为一个虚拟网卡，将自身的4G网络或WIFI网络等共享给摄像设备100及对讲控制器200。如此，摄像设备100及对讲控制器200即可通过手持智能终端300共享的网络与集群服务器400建立无线通信。

摄像设备100通过网络共享方式将所述手持智能终端300虚拟成网卡。该摄像设备100用于采集音视频图像并形成音视频数据，以及通过所述手持智能终端300共享的网络传输所述音视频数据。该摄像设备100是外置的，例如图1所示示例中，摄像设备100可以是一个外置网络摄像头，具有Host模式，该外置网络摄像头连接在上述通用串行总线上，此时，可以利用手持智能终端300作为虚拟网卡与集群服务器400进行无线通信。具体的，通过该摄像设备100采集周围音视频图像(例如周围的交通情况等)，该音视频图像通过摄像设备100转换成音视频信数据后，即可通过手持智能终端300共享的网络传输至集群服务器400，该过程也就是音视频数据的上传，如此，即可实现音视频的传送。

对讲控制器200用于录入语音并形成第一音频信号，且经所述通用串行总线传输至所述手持智能终端300，并在所述手持智能终端300上通过音频编码形成第一音频数据，再通过所述手持智能终端300自身4G数据网络将所述第一音频数据传输到所述集群服务器400。该对讲控制器200一方面作为语音发送设备，至少要具有麦克风，用于录入用户(例如执法人员)输入的语音，而要实现对讲的控制，则还要具有PTT按键，在按下该PTT按键时用户即可对着麦克风讲话，输入语音，此时，麦克风即可录入用户的语音，并将其转换成对应的第一音频信号，该第一音频信号通过通用串行总线传输至手持智能终端300。而在松开该PTT按键后，结束语音的录入，并将已录入的语音对应的该第一音频信号在手持智能终端300内编码后形成第一音频数据，再通过手持智能终端300自身的4G数据网络传输至集群服务器400，该过程也就是语音的发送。

集群服务器400用于接收所述音视频数据和/或第一音频数据，并将所述音视频数据和/或第一音频数据转发给其他对讲终端；以及将所述其他对讲终端发送的第二音频数据发送至所述对讲控制器200。也就是，集群服务器400将对摄像设备100和/或对讲控制器200发送音视频数据和/或第一音频数据转发至其他的对讲控制器。

对讲控制器200还用于通过所述手持智能终端300共享的网络接收所述第二音频数据，并将所述第二音频数据解码输出。也就是，该对讲控制器200另一方面作为语音接收设备，还具有音频处理模块、外放接口、耳机座等，当集群服务器400转发其他对讲终端送的第二音频数据时，该对讲控制器200通过手持智能终端300共享的网络接收第二音频数据，接收到该第二音频数据后，通过音频处理模块进行解码等处理，处理后的信号可以输出至外放接口或耳机座。也就是说，对讲控制器200接收的语音可以外放也可以通过耳机私密播放，例如在户外环境可以采用外放，以此增大音量，当然也可以插耳机。该过程也就是语音的接收。如此，通过语音的发送和接收即可实现语音对讲。

具体应用中，交警或其他执法人员，可以佩戴该系统，通过对讲控制器200即可与远程的其他对讲终端进行语音对讲，同时，还可以通过摄像设备100采集周围环境的交通或替他情况，采集的音视频数据传输至集群服务器400或进一步通过集群服务器400传输至其他终端，如此，可以实现有效执法。

根据本发明实施例提供的基于通用串行总线的音视频传输对讲系统，在手持智能终端300上配置一串行通信接口，再将该串行通信接口300通过通用串行总线连接对讲控制器200及摄像设备100，以此，手持智能终端300可以虚拟为一个虚拟网卡，可以将其自身的网络共享给摄像设备100和对讲控制器200，如此，摄像设备100可以将音视频数据通过共享的网络(4G或WIFI等)发送至集群服务器400，对讲控制器200可以第一音频信号传输至手持智能终端300，再通过手持智能终端300进行编码形成第一音频数据后上传至集群服务器400；同时，集群服务器400接收的其他对讲终端发送的第二音频数据，可以发送至对讲控制器200，如此，实现了语音对讲及视频的传输等，一方面，解决了交警等执法人员必须携带对讲机、执法记录仪、图传设备、定位设备、业务处理专用终端等多个终端的问题。同时，利用VoLTE技术，执法人员语音对讲质量大大提高；另一方面，只要在4G信号或WIFI等无线网络覆盖的范围内即可使用，不依赖于地理位置范围的约束，大大提高了执法人员跨区域合作执法。更进一步的，基于LTE网络，可以传输高清视频，指挥中心可以随时随地查看执法人员上传的高清视频，有效的指挥调度。

在本发明的一个实施例中，手持智能终端300还用于通过所述串行通信接口301为所述摄像设备100供电。如此，摄像设备100不需要其他外接电源，可简化系统的结构，使得在外执法的人员携带更加方便，使用也更加简单。

可以理解的是，为了实现对讲控制器200的语音输出，该系统还可以包括音频外放设备110及耳机210，对讲控制器200选择性将所述第二音频数据解码输出至音频外放设备210或耳机110。例如，当在对讲控制器200的耳机座上插入耳机210时，则第二音频数据解码后切换至耳机210输出，当拔出耳机210时，第二音频数据解码后切换至音频外放设备110输出。

可以理解的是，为了减少设备数量，简化系统结构，可以将音频外放设备210内置在摄像设备100中，以摄像设备100的壳体作为音频外放设备210的音腔，在音腔内安装扬声器，形成一体式结构，如此，可以极大的简化结构，方便于携带及使用，同时，还可以降低成本。

参照图2所示，具体的，在本发明的一个具体实施例中，串行通信接口301包含电源正极端V+、电源负极端V-、数据正极端D+、数据负极端D-、接地端GND、耳机检测端HS_DET、PTT控制端KEY_PTT、麦克风输入端MIC_IN、左声道音频传输端SPK_L及右声道音频传输端SPK_R；

其中，电源正极端V+、电源负极端V-、数据正极端D+、数据负极端D-组成USB接口与所述摄像设备100相连，用于为所述摄像设备100供电及传输所述音视频数据。也就是说，一方面，电源正极端V+、电源负极端V-、数据正极端D+、数据负极端D-组成一个普通的USB接口，可以为摄像设备100提供工作所需的电压；另一方面，该普通的USB接口可以作为音视频数据传输通道，摄像设备100采集的音视频数据可以通过该普通的USB接口传输至手持智能终端300的网卡，在通过网卡发送至集群服务器400。

耳机检测端HS_DET与所述对讲控制器200的耳机座相连，用于检测所述耳机210是否插入所述对讲控制器200的耳机座。左声道音频传输端SPK_L及右声道音频传输端SPK_R与所述音频外放设备110及耳机座连接，用于在所述耳机检测端HS_DET检测到所述耳机210插入所述对讲控制器200的耳机座时将所述第二音频数据解码后直接输出至所述耳机210，在所述耳机检测端HS_DET未检测到所述对讲控制器200上所述耳机210插入时将所述第二音频数据解码后输出至所述音频外放设备110。

也就是说，当耳机210插入至对讲控制器200的耳机座内时，耳机检测端HS_DET将左声道音频传输端、右声道音频传输端与耳机的耳机插头电性导通，而左声道音频传输端SPK_L、右声道音频传输端SPK_R与外放接口断开，则第二音频数据解码输出至耳机210。而当耳机210从对讲控制器200的耳机座内拔出时，则左声道音频传输端SPK_L、右声道音频传输端SPK_R与外放接口电性导通，第二音频数据解码后通过外放接口输出至音频外放设备110。

PTT控制端KEY_PTT与所述对讲控制器200的PTT按键相连，用于控制语音的录入，所述麦克风输入端MIC_IN与所述对讲控制器200的麦克风相连，用于在PTT按键按下时录入所述语音。也就是，在按下对讲控制器200上的PTT按键时，PTT控制端KEY_PTT产生信号，用户即可对着麦克风讲话，输入语音，此时，麦克风即可录入用户的语音，并将其转换成对应的第一音频信号。而在松开该PTT按键后，结束语音的录入，并将已录入的语音对应的该第一音频信号传输至手持智能终端300，通过手持智能终端300编码形成第一音频数据后再通过手持智能终端300自身的4G数据网络传输至集群服务器400，如此，实现语音的发送。

综上所述，本发明实施例提供的基于通用串行总线的音视频传输对讲系统，可以利用通用串行总线将手持智能终端300虚拟成网卡，进行网络共享，进而实现语音的对讲及音视频数据的远程传输。

参照图3所示，本发明实施例还提供了一种基于通用串行总线的音视频传输对讲方法，应用于如上述实施例所述系统，包括：

S101、通过摄像设备100采集音视频图像并形成音视频数据以及通过所述手持智能终端300共享的网络传输所述音视频数据；

和/或

对讲控制器200录入语音并形成第一音频数据以及通过所述手持智能终端300自身的4G数据网络传输所述第一音频数据；

S102、集群服务器400接收所述音视频数据和/或第一音频数据，并将所述音视频数据和/或第一音频数据转发给其他对讲终端。

参照图4所示，在本发明的另一实施例中，该方法还包括：

S103、集群服务器400将所述其他对讲终端发送的第二音频数据发送至所述对讲控制器200；

S104、对讲控制器200通过所述手持智能终端300共享的网络接收所述第二音频数据，并将所述第二音频数据解码输出。

本发明实施例提供的基于通用串行总线的音视频传输对讲方法，在手持智能终端300上配置一串行通信接口301，再将该串行通信接口301通过通用串行总线对讲控制器200及摄像设备100，以此，手持智能终端300可以虚拟为一个虚拟网卡，可以将其自身的网络共享给摄像设备100和对讲控制器200，如此，摄像设备100可以分别将音视频数据通过共享的网络(4G或WIFI等)发送至集群服务器400，对讲控制器200可以第一音频信号传输至手持智能终端300，再通过手持智能终端300进行编码形成第一音频数据后上传至集群服务器400；同时，集群服务器400接收的其他对讲终端发送的第二音频数据，可以发送至至对讲控制器200，如此，实现了语音对讲及视频的传输等，一方面，解决了交警等执法人员必须携带对讲机、执法记录仪、图传设备、定位设备、业务处理专用终端等多个终端的问题。同时，利用VoLTE技术，执法人员语音对讲质量大大提高；另一方面，只要在4G信号或WIFI等无线网络覆盖的范围内即可使用，不依赖于地理位置范围的约束，大大提高了执法人员跨区域合作执法。再一方面，还可以利用串行通信接口301为给摄像设备100供电，很大程度上较少了摄像设备100的重量。更进一步的，基于LTE网络，可以传输高清视频，指挥中心可以随时随地查看执法人员上传的高清视频，有效的指挥调度。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制其专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种基于通用串行总线的音视频传输对讲系统，其特征在于，包括摄像设备、对讲控制器、手持智能终端及集群服务器；

所述手持智能终端具有一串行通信接口，所述串行通信接口通过一通用串行总线与所述摄像设备和对讲控制器连接，且所述手持智能终端通过移动4G蜂窝数据与集群服务器连接；

所述摄像设备通过网络共享方式将所述手持智能终端虚拟成网卡，用于采集音视频图像并形成音视频数据，以及通过所述手持智能终端共享的网络传输所述音视频数据；

所述对讲控制器用于录入语音并形成第一音频信号，且经所述通用串行总线传输至所述手持智能终端，并在所述手持智能终端上通过音频编码形成第一音频数据，再通过所述手持智能终端自身4G数据网络将所述第一音频数据传输到所述集群服务器；

所述集群服务器用于接收所述音视频数据和/或第一音频数据，并将所述音视频数据和/或第一音频数据转发给其他对讲终端；以及将所述其他对讲终端发送的第二音频数据发送至所述对讲控制器；

所述对讲控制器还用于通过所述手持智能终端共享的网络接收所述第二音频数据，并将所述第二音频数据解码输出。

2.根据权利要求1所述的基于通用串行总线的音视频传输对讲系统，其特征在于，所述手持智能终端还用于通过所述串行通信接口为所述摄像设备供电。

3.根据权利要求2所述的基于通用串行总线的音视频传输对讲系统，其特征在于，还包括音频外放设备及耳机，所述对讲控制器选择性将所述第二音频数据解码输出至音频外放设备或耳机。

4.根据权利要求3所述的基于通用串行总线的音视频传输对讲系统，其特征在于，所述串行通信接口包含电源正极端、电源负极端、数据正极端、数据负极端、接地端、耳机检测端、PTT控制端、麦克风输入端、左声道音频传输端及右声道音频传输端；

其中，所述电源正极端、电源负极端、数据正极端及数据负极端组成USB接口与所述摄像设备相连，用于为所述摄像设备供电及传输所述音视频数据；所述耳机检测端与所述对讲控制器的耳机座相连，用于检测所述耳机是否插入所述对讲控制器的耳机座，所述左声道音频传输端及右声道音频传输端与所述音频外放设备及耳机座连接，用于在所述耳机检测端检测到所述耳机插入所述对讲控制器的耳机座时将所述第二音频数据解码后直接输出至所述耳机，在所述耳机检测端未检测到所述对讲控制器上有所述耳机插入时将所述第二音频数据解码后输出至所述音频外放设备；

所述PTT控制端与所述对讲控制器的PTT按键相连，用于控制语音的录入，所述麦克风输入端与所述对讲控制器的麦克风相连，用于在PTT按键按下时录入所述语音。

5.一种基于通用串行总线的音视频传输对讲方法，应用于所述权利要求1至5中任一项所述系统，其特征在于，包括：

通过摄像设备采集音视频图像并形成音视频数据以及通过所述手持智能终端共享的网络传输所述音视频数据；

和/或

对讲控制器录入语音并形成第一音频数据以及通过所述手持智能终端自身的4G数据网络传输所述第一音频数据；

集群服务器接收所述音视频数据和/或第一音频数据，并将所述音视频数据和/或第一音频数据转发给其他对讲终端。

6.根据权利要求5所述基于通用串行总线的音视频传输对讲方法，其特征在于，还包括：

集群服务器将所述其他对讲终端发送的第二音频数据发送至所述对讲控制器；

对讲控制器通过所述手持智能终端共享的网络接收所述第二音频数据，并将所述第二音频数据解码输出。