CN108418819B - 一种农村应急广播流媒体直播方法与应用 - Google Patents

一种农村应急广播流媒体直播方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明是基于现有村村响农村智能应急广播系统，结合流媒体直播技术和广播终端分区域分组管理方法，采用基于直播重要性类别、发起直播用户级别和直播等待时间三个因素计算优先级应急直播任务排队分发算法解决多直播抢占广播资源问题，实现Web网页和手机多区域多种方式向广播终端进行直播。本发明可以向县、乡镇、村3级按区域需求发布预警应急直播消息，可以根据应急信息内容的不同，有针对性的选取相应的区域和范围，指定任意村或任意乡镇的所有广播终端进行应急信息发布，或指定某区域的任意多个终端进行广播，未指定的区域则完全不会广播该应急消息。

Description

一种农村应急广播流媒体直播方法与应用
技术领域
本发明涉及流媒体技术领域，具体是一种农村应急广播流媒体直播方法与应用。
背景技术
应急广播作为我国农村农业信息化应急体系的重要组成部分，在重大突发事件应急处置中,能够在第一时间传达气象预报、防灾减灾、应急预警等信息，发挥了不可替代的重要作用。湖南省在建立“村村响”农村应急广播系统方面，根据湖南的地形特点，研究了将3G技术引入广播系统技术中，利用现有移动通讯网的宽广覆盖率提高山区广播质量。进一步研究了ARM9嵌入式系统的广播终端，并提出以节目播出单的形式控制终端播放节目和转播调频，开发了一套可以实现省、市、县、镇日常和应急广播的web管理系统。目前农村应急广播系统在紧急广播方面主要通过转播调频电台和临时节目，话筒播音、短信广播或电话插播方式进行应急预警和通知，但这几种方式反映时间长、效率低且操作不方便，影响了紧急广播的传达效率。
如今流媒体直播技术越来越成熟，应用越来越广泛，实时流媒体传输的时延小，与现有基于3G网络的应急广播系统相结合，在县镇级突发情况下进行紧急音频直播通知和调度方面能有效的提高效率，及时发布预警信息，降低损失。
发明内容
本发明的目的在于提供一种农村应急广播流媒体直播方法与应用，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种农村应急广播流媒体直播方法，包括如下步骤：
(1)按区域分组选择需要直播的广播终端，开始直播时，Web端和手机端将直播开始指令发送到直播交互服务；
(2)Web端和手机端打开麦克风录音，建立缓存区存储音频，并实时编码传输到流媒体服务器；
(3)直播交互服务解析直播开始指令，按广播终端将直播任务加入各终端的直播队列，并计算任务优先级，将直播队列重新排序；
(4)广播终端每隔一定时间间隔与直播交互服务通信，直播交互服务将队列中优先级最小的任务分发给广播终端；
(5)广播终端获取直播开始任务后按指令访问流媒体服务器下载音频流，存入缓存区，解码后进行广播；
(6)直播开启后，直播交互服务定时获取广播终端直播状态并返回到用户界面；
(7)直播完毕后，Web端和手机端向服务器直播交互服务发送直播结束指令并结束麦克风录音；
(8)直播交互服务解析直播结束指令，从各广播终端直播队列中删除该直播任务；
(9)广播终端接收结束指令后停止下载音频流并关闭广播。
作为本发明的进一步方案，所述的手机端和广播终端与直播交互服务采用Socket方式进行通讯，所述Web端通过Websocket与直播控制服务交互后再将指令通过Socket转发给直播交互服务进行通信。
作为本发明的进一步方案，所述直播开始指令包含直播流名称、直播管理员区域编号、直播任务紧急类别、所选直播终端IMEI号信息，直播结束指令包含直播流名称信息。
作为本发明的进一步方案，所述任务优先级是根据直播重要性类别、发起直播用户级别和直播等待时间三个因素计算，按照村级应急广播的级别最高和等待时间越短级别越高的原则确定任务的优先级，在广播终端获取直播任务时按直播队列顺序进行分发。
作为本发明的进一步方案，Web端录音后音频流采用Speex格式进行编码后传输到流媒体服务器，手机端录音后将音频流编码成AAC格式后上传到流媒体服务器，广播终端下载后按照音频流的编码格式分别进行解码然后广播。
作为本发明的进一步方案，所述音频流的传输采用RTMP协议，Web端、手机端和广播终端按照RTMP协议与流媒体服务器握手并上传和下载音频流。
农村应急广播流媒体直播方法在农村应急广播中的应用，农村县、镇、村级区域管理员使用Web网页或安卓手机可直接打开麦克风选择广播区域和终端，实时的向所选区域的村民通过村村响喇叭进行广播与讲话。
将流媒体直播技术引入农村应急广播系统中，用户通过手机或网页实时将音频流经过RTSP协议上传到服务器，通过流媒体服务器的转发，广播终端可以实时音频流并解码播放，其中核心部分主要是用户对多区域多终端的控制，用户使用的手机和网页端以及广播终端通过直播交互服务进行信息交换，直播交互服务通过对前端直播指令进行解析将直播信息分发给终端，并收集终端直播状态传递给前端，终端通过心跳检测实现自动接收并广播，用户可以监测终端的广播状态。最终实现及时便捷的应急广播。
直播交互服务在解析对多终端的直播指令时将直播信息分配给各终端，当多直播同时对某一终端广播时，终端需要有一定的广播顺序，结合农村应急广播的实际情况，本文以直播重要性类别，发起直播管理员级别，直播等待时间三个特征确定直播任务排队分发顺序，考虑广播管理员级别和任务等待时间两个因素的同时根据不同类别分为两个队列，加入不同权重系数计算优先级确定队列顺序，并优先分发紧急任务队列，保证紧急任务的及时性，解决终端多任务广播冲突问题。
有益效果：
1.本发明的农村应急流媒体直播策略对广播方式进行改进，通过手机或者网页端直接向多个广播终端同时发起实时直播，终端自动接收，将预警应急消息及时通过广播传达给民众，实现多区域多方式稳定快速直播，具有及时稳定便捷等优点。
2.本发明可以向县、乡镇、村3级按区域需求发布预警应急直播消息，可以根据应急信息内容的不同，有针对性的选取相应的区域和范围，指定任意村或任意乡镇的所有广播终端进行应急信息发布，或指定某区域的任意多个终端进行广播，未指定的区域则完全不会广播该应急消息。
3.本发明实现区域分组管理，每一级别的用户只能向本级及以下的区域发布消息，且只能管理所授权的区域。
附图说明
图1为本发明农村应急广播流媒体直播方法与应用结构图。
图2为本发明基于优先级应急直播分发排队算法直播队列排序流程。
图3为本发明基于优先级应急广播直播分发排队算法队列分发调度顺序。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
本发明是基于现有村村响农村智能应急广播系统，结合流媒体直播技术和广播终端分区域分组管理方法，采用基于优先级应急直播任务排队分发算法解决多直播抢占广播资源问题，实现Web网页和手机多区域多种方式向广播终端进行直播。其结构图如图1所示，区域分组管理员使用Web网页端或安卓手机端进行直播，将直播指令和流媒体传输到服务器，服务器解析后分发给终端，终端接收指令和下载流媒体后进行广播，服务器中包括直播控制服务，直播交互服务和流媒体服务器。
操作步骤如下：(1)按区域分组选择需要直播的广播终端，开始直播时，Web端和手机端将直播开始指令发送到直播交互服务；(2)Web端和手机端打开麦克风录音，建立缓存区存储音频，并实时编码传输到流媒体服务器；(3)直播交互服务解析直播开始指令，按广播终端将直播任务加入各终端的直播队列，并根据直播重要性类别、发起直播用户级别和直播等待时间三个因素计算任务优先级，将直播队列重新排序；(4)广播终端每隔一定时间间隔与直播交互服务通信，直播交互服务将队列中优先级最小的任务分发给广播终端；(5)广播终端获取直播开始任务后按指令访问流媒体服务器下载音频流，存入缓存区，解码后进行广播；(6)直播开启后，直播交互服务定时获取广播终端直播状态并返回到用户界面；(7)直播完毕后，Web端和手机端向服务器直播交互服务发送直播结束指令并结束麦克风录音；(8)直播交互服务解析直播结束指令，从各广播终端直播队列中删除该直播任务；(9)广播终端接收结束指令后停止下载音频流并关闭广播。
农村应急流媒体直播方法与应用中Web端、手机端和广播终端与直播交互服务采用Socket方式进行通讯，其中手机端和广播终端直接与直播交互服务进行Socket交互，Web端通过Websocket与服务器直播控制服务交互后再将指令通过Socket转发给直播交互服务进行通信。
农村应急流媒体直播方法与应用中所述直播开始指令包含直播流名称、直播管理员区域编号、直播任务紧急类别、所选直播终端IMEI号信息，直播结束指令包含直播流名称信息。
需要指出的是，农村应急流媒体直播方法与应用中所述任务优先级计算，根据直播重要性类别、发起直播用户级别和直播等待时间三个因素，按照村级应急广播的级别最高和等待时间越短级别越高的原则确定任务的优先级，直播任务的分发优先级P可以表示为：
Figure BDA0001582807240000051
其中Max A表示区域等级的最大值，a表示为任务的区域等级(a∈{1，2，3})，分别表示村级、乡级、县级)，p是任务的优先级等级，计算公式为
Figure BDA0001582807240000052
t表示队列中任务按等待时间从小到大排序时该任务位置，c表示任务类别(c＝1表示紧急任务，c＝2表示预警任务)，w1和w2分别表示等待时间在紧急、预警队列中优先级等级计算的权重。
农村应急流媒体直播方法与应用中直播队列排序步骤如下，流程如图2所示：
(1)假设终端的任务链表为H，每个链表包括有两个队列，M1表示紧急队列，M2表示预警队列，对每个队列Mi(i表示队列的序号，i∈{1，2})都设置一个Ni表示队列任务数，每个直播任务表示为hij(j表示任务的序号，0≤j≤Ni-1)，相应的区域级别是Aij(Aij∈{1，2，3})，任务等待时间在队列中的顺序位置是Tij，任务优先级为Pij；
(2)当一条直播任务进入时，假设该任务为X，若为直播开始任务，执行(3)，若为直播结束任务，执行(6)；
(3)根据终端编号加入该终端的直播链表，假设该任务的类别Mx，区域级别为Ax，等待时间t＝0，则设置其等待时间顺序位置是Tx＝0，并根据公式(1)和公式(2)计算其优先级Px；
(4)若Mx＝Mi，将Tx加入更新Mi队列中其他任务的等待时间顺序位置Tij和优先级为Pij；
(5)若Pi(j-1)＜Px＜Pij，则将任务X插入Mi队列的第j+1位，表示为hij，且Ni加1；
(6)当一条直播任务结束时，根据终端编号删除直播链表中的直播任务。
同时按优先分发紧急任务，队列中优先级越小越早分发的规则将直播任务排序，在终端获取直播任务时按直播队列顺序进行分发，队列分发调度顺序如图3所示。
农村应急流媒体直播方法与应用中Web端录音后音频流采用Speex格式进行编码后传输到流媒体服务器，安卓手机端录音后将音频流编码成AAC格式后上传到流媒体服务器，广播终端下载后按照音频流的编码格式分别进行解码然后广播。
农村应急流媒体直播方法与应用中所述音频流的传输采用RTMP协议，Web端、手机端和广播终端按照RTMP协议与流媒体服务器握手并上传和下载音频流。
本发明解决了目前农村应急广播系统的短信、电话、话筒播音等应急通知手段反应时间长、效率低、操作不便的问题，实现多区域多方式稳定快速直播，具有及时稳定便捷等优点。
上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (3)

1.一种农村应急广播流媒体直播方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)按区域分组选择需要直播的广播终端，开始直播时，Web端和手机端将直播开始指令发送到直播交互服务；所述的手机端和广播终端与直播交互服务采用Socket方式进行通讯，所述Web端通过Websocket与直播控制服务交互后再将指令通过Socket转发给直播交互服务进行通信；所述直播开始指令包含直播流名称、直播管理员区域编号、直播任务紧急类别、所选直播终端IMEI号信息，直播结束指令包含直播流名称信息；
(2)Web端和手机端打开麦克风录音，建立缓存区存储音频，并实时编码传输到流媒体服务器；
(3)直播交互服务解析直播开始指令，按广播终端将直播任务加入各终端的直播队列，并计算任务优先级，将直播队列重新排序；
(4)广播终端每隔一定时间间隔与直播交互服务通信，直播交互服务将队列中优先级最小的任务分发给广播终端；所述任务优先级是根据直播重要性类别、发起直播用户级别和直播等待时间三个因素计算，按照村级应急广播的级别最高和等待时间越短级别越高的原则确定任务的优先级，在广播终端获取直播任务时按直播队列顺序进行分发；
(5)广播终端获取直播开始任务后按指令访问流媒体服务器下载音频流，存入缓存区，解码后进行广播；
(6)直播开启后，直播交互服务定时获取广播终端直播状态并返回到用户界面；
(7)直播完毕后，Web端和手机端向服务器直播交互服务发送直播结束指令并结束麦克风录音；
(8)直播交互服务解析直播结束指令，从各广播终端直播队列中删除该直播任务；
(9)广播终端接收结束指令后停止下载音频流并关闭广播。
2.根据权利要求1所述的农村应急广播流媒体直播方法，其特征在于，Web端录音后音频流采用Speex格式进行编码后传输到流媒体服务器，手机端录音后将音频流编码成AAC格式后上传到流媒体服务器，广播终端下载后按照音频流的编码格式分别进行解码然后广播。
3.根据权利要求1所述的农村应急广播流媒体直播方法，其特征在于，所述音频流的传输采用RTMP协议，Web端、手机端和广播终端按照RTMP协议与流媒体服务器握手并上传和下载音频流。
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