CN111757043A - 一种数据传输系统及传输方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及多媒体数据传输技术领域，具体为一种数据传输系统及传输方法，包括数据发送步骤和数据接收步骤，所述数据发送步骤包括：S100：收取多路多媒体数据以及传感器数据；S200：将多路多媒体数据组成媒体矩阵数据；S400：将媒体矩阵数据以及传感器数据通过端口进行发送；所述数据接收步骤包括：S600：接收媒体矩阵数据以及传感器数据；S900：根据媒体分发矩阵对媒体矩阵数据进行媒体数据分发。本申请的一种数据传输系统及传输方法，能够解决多路多媒体数据融并过程无法针对各个终端设备进行单独分发调控，不方便监管控制的问题。

Description

一种数据传输系统及传输方法

技术领域

本发明涉及多媒体数据传输技术领域，具体为一种数据传输系统及传输方法。

背景技术

近年来，多媒体技术被广泛应用，各种基于网络的多媒体终端层出不穷。在多媒体流复用和传输方面，由于传输流具有良好的可扩展性而被广泛应用于IP网络、有线电视网络多媒体流的传送。

现有技术中，针对多路媒体流数据都会经过服务器融合拼接之后，形成统一的媒体流，如在视频会议中，所有参与者上传的多路视频流都会经过服务器融合拼接之后，变为统一的视频画面，会议的所有参与者都看到的同一个视频画面，这种方式灵活度较差，无法满足实际的应用需求，如在会议时，需要根据员工层级对一些媒体流进行分级处理，给不同的员工显示不同的画面，以保护重要数据和内容，现有技术无法解决上述问题，非常不利于进行监控扩展。

发明内容

本发明意在提供一种数据传输系统及传输方法，能够解决现有技术中多路多媒体数据融并过程无法针对各个终端设备进行单独的分发调控，不方便监管控制的问题。

本申请提供如下技术方案：

一种数据传输方法，包括数据发送步骤和数据接收步骤，所述数据发送步骤包括：

S100：收取多路多媒体数据以及传感器数据；

S200：将多路多媒体数据组成媒体矩阵数据；

S400：将媒体矩阵数据以及传感器数据通过端口进行发送；

所述数据接收步骤包括：

S600：接收媒体矩阵数据以及传感器数据；

S900：根据媒体分发矩阵对媒体矩阵数据进行媒体数据分发。

本发明技术方案中，可以同时传输多路多媒体数据，包括多路视频、多路音频、多路传感器数据等；通过组建媒体矩阵数据，基于媒体分发矩阵进行媒体数据分发，通过媒体分发矩阵可以设置每个终端所获取到的多媒体数据进行单独的调整设置，使得每个终端设备可以根据设定获取多路多媒体数据，实现多路多媒体传输的灵活控制，便于监管和调控。

进一步，发送步骤还包括：

S300：将传感器数据和媒体矩阵数据进行纠错预处理；

所述接收步骤中，还包括：

S700：对数据包进行丢包检测，如果检测到丢包，则执行S800，否则执行S900；

S800：对数据进行纠错恢复。

通过纠错预处理便于后续传输过程中发生丢包后进行数据恢复，进而确保数据传输的稳定性和完整性。

进一步，所述S300包括：

S303：将数据拆分为若干数据包；

S304：对数据包进行前向纠错运算，生成修复包；

S305：生成数据包包头和修复包包头。

通过前向纠错运算，生成修复包，便于后续数据丢包后修复。

进一步，所述S400具体包括：

S401：根据数据包包头和修复包包头进行组包；

S402：对数据进行加密；

S403：进行数据校验，校验通过则通过SOCKET端口进行发送；

S600具体包括：

S601：对数据包的包头进行校验，若校验失败则丢弃数据包，若校验通过则执行S602；

S602：对数据包进行数据校验，若校验失败则丢弃数据包，若校验通过则执行S603；

S603：对数据包进行解密。

通过加密、校验等步骤，确保传输数据的准确性与完整性。

进一步，所述S300还包括：

S301：判断待发送的数据是否是媒体矩阵数据或传感器数据，若是则执行S301，若否，则执行S402；

S302：判断待发送的数据是否超过一个数据包的大小，若是则执行S303；若否则执行S402。

非媒体矩阵数据或者传感器数据通常数据量比较小，如控制指令数据的传输，数据包体积较小，不需要拆分为多个数据包，通过前置判断减少无效流程，提高运行效率。

进一步，S402和S603中采用SM2或SM4算法进行加密和解密。采用国密SM2和SM4确保数据传输过程的安全。

进一步，所述S401组包后的数据包格式为：从头到尾依次包括数据类型、全局序列号、时间戳、发送方ID、媒体通道号、帧序列号、帧内索引、帧拆包总数、修复包序号、修复包总数、数据内容以及校验数据。通过设置全局序列号、时间戳、发送方ID、媒体通道号、帧序列号、帧内索引、帧拆包总数、修复包序号、修复包总数等，方便后续分发和处理。

进一步，S700具体包括：

S701：判断是否已经接收到所有数据包，若是，则标记数据包为完整包并执行S900；若否，则执行S702；

S702：判断是否超过了最大等待时间，若是，则判断数据存在丢包，执行S800；若否，则按照预设时间间隔重新执行S701。根据等待时间的长短，判断传输是否结束，进而判断是否丢包。

进一步，S800具体包括：

S801：根据接收到的修复包和包头对数据包进行修复；

S802：判断是否能够完成全部修复，若是则标记数据包为完整包并执行S900；若否则标记数据包为损坏包，并执行S900。

实现数据包的修复和标记。

进一步，本申请还公开了一种数据传输系统，使用了上述的数据传输方法，该系统包括：

媒体矩阵数据构建模块，用于将多路多媒体数据进行矩阵映射，形成媒体矩阵数据；

数据预处理模块，用于对数据进行前向纠错预处理；

数据发送模块，用于将数据进行组包、加密以及发送；

数据接收模块，用于接收数据发送模块发送的数据，并将数据进行解密和校验；

数据恢复模块，数据恢复模块用于检测数据接收模块接收到的数据包是否有丢包，并在检测到丢包时，对数据进行纠错恢复；

媒体分发模块，用于根据媒体分发矩阵对媒体矩阵数据进行分发。

通过使用上述的数据传输方法，可以实现多路多媒体数据的同时传输，基于媒体分发矩阵进行媒体数据分发，通过媒体分发矩阵可以设置每个终端所获取到的多媒体数据进行单独的调整设置，使得每个终端设备可以根据设定获取多路多媒体数据，实现多路多媒体传输的灵活控制，便于监管和调控。

附图说明

图1为本申请一种数据传输方法实施例中的流程图；

图2为本申请一种数据传输方法实施例中数据包的结构图；

图3为本申请一种数据传输方法实施例中数据发送步骤的流程图；

图4为本申请一种数据传输方法实施例中数据接收步骤的流程图；

图5为本申请一种数据传输方法实施例中媒体数据分发的流程图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

如图1-图4所示，一种数据传输系统及传输方法，包括数据发送步骤和数据接收步骤。

数据发送步骤包括：

S100：收取多路多媒体数据以及传感器数据。

S200：将多路多媒体数据组成媒体矩阵数据，本实施中，根据媒体分发矩阵进行媒体矩阵数据的映射，媒体分发矩阵为映射表，用于映射每个通道输入的数据对应的输出通道。

S300：将传感器数据和媒体矩阵数据进行纠错预处理；本实施例中，S300包括：

S301：判断待发送的数据是否是媒体矩阵数据或传感器数据，若是则执行S301，若否，则执行S402；

S302：判断待发送的数据是否超过一个数据包的大小，若是则执行S303；若否则执行S402；

S303：将数据拆分为若干数据包；

S304：对数据包进行前向纠错运算，生成修复包，本实施例中，采用REED SOLOMON前向纠错算法进行前向纠错运算；

S305：生成数据包包头和修复包包头。

S400：将媒体矩阵数据以及传感器数据通过端口进行发送。S400具体包括：

S401：根据数据包包头和修复包包头进行组包；如图2所示，本实施中组包所采用的数据包格式为：从头到尾依次包括数据类型、全局序列号、时间戳、发送方ID、媒体通道号、帧序列号、帧内索引、帧拆包总数、修复包序号、修复包总数、数据内容以及校验数据。

S402：对数据进行加密，本实施例中，针对媒体矩阵数据或传感器数据的数据包，采用国密SM4加密算法进行加密；针对其他数据，如操作指令数据，则采用国密SM2加密算法进行加密；

S403：进行数据校验，本实施例中，采用SM3算法进行校验，校验通过则通过SOCKET端口进行发送；本实施中，基于UDP协议进行数据包发送。

数据接收步骤包括：

S600：接收媒体矩阵数据以及传感器数据；S600具体包括：

S601：对数据包的包头进行校验，判断包头是否包含预设的相应内容以及内容是否正确，若校验失败则丢弃数据包，若校验通过则执行S602；

S602：对数据包进行数据校验，本实施中，与S403步骤对应，采用SM3算法进行校验，若校验失败则丢弃数据包，若校验通过则执行S603；

S603：对数据包进行解密，本实施例中，根据数据包加密算法的不同采用SM4或SM2算法进行解密。

S700：对数据包进行丢包检测，如果检测到丢包，则执行S800，否则执行S900；S700具体包括：

S701：判断是否已经接收到所有数据包，若是，则标记数据包为完整包并执行S900；若否，则执行S702；

S702：判断是否超过了最大等待时间，若是，则判断数据存在丢包，执行S800；若否，则按照预设时间间隔重新执行S701。

S800：对数据进行纠错恢复；S800具体包括：

S801：根据接收到的修复包和包头对数据包进行修复；

S802：判断是否能够完成全部修复，若是则标记数据包为完整包并执行S900；若否则标记数据包为损坏包，并执行S900。

S900：根据媒体分发矩阵对媒体矩阵数据进行媒体数据分发。如图5所示，媒体数据分发时，遍历输出设备，根据每个数据的输出通道找到对应的输出设备，然后将数据发送给对应的输出设备。

本实施例中，还公开了一种数据传输系统，该系统使用了上述的数据传输方法，该系统也是上述的数据传输方法的运行基础，该系统包括：

媒体矩阵数据构建模块，用于将多路多媒体数据进行矩阵映射，形成媒体矩阵数据；

数据预处理模块，用于对数据进行前向纠错预处理；

数据发送模块，用于将数据进行组包、加密以及发送；

数据接收模块，用于接收数据发送模块发送的数据，并将数据进行解密和校验；

数据恢复模块，数据恢复模块用于检测数据接收模块接收到的数据包是否有丢包，并在检测到丢包时，对数据进行纠错恢复；

媒体分发模块，用于根据媒体分发矩阵对媒体矩阵数据进行分发。

本实施例中，上述模块可以设置在同一个设备终端内，即设备终端即可以做数据发送的设备，也可以做数据接收的设备。

本实施例中，设备终端获取各个用户的视频和音频数据等多媒体数据，并将这多路音频、视频数据组合为媒体矩阵数据，即将多路媒体数据通过矩阵映射。设备终端在分发媒体矩阵数据时按照媒体数据分发矩阵，进行不同设备的媒体分发。

以视频会议应用为例，多媒体数据主要包括视频和音频，若会议参与者有M个，则会上传M路视频流，通过矩阵映射之后，形成媒体矩阵数据，后台可以通过对媒体分发矩阵的调节控制，可以实现让会议参与者看到将M路视频融合为一之后的一路视频，也可以在上传的M路视频上选择N(N<M)路传输给会议参与者，进而通过调整媒体分发矩阵实现对多路视频传输的灵活调整。比如，在一个会议里面，大家开会看到的是同一个画面，但是主席台可以在单独查看某一个人或者多个人的视频画面。还可以通过矩阵映射的调整设置，让不同的会议参与者看到不同的画面，进而有助于保护会议参与者的隐私。比如A、B、C、D四个人开会，A并不想让B看到自己的画面，但是C、D可以看到自己，这个时候设置媒体分发矩阵就可以让B看到只显示C、D的画面，无法查看A的画面。

以上的仅是本发明的实施例，该发明不限于此实施案例涉及的领域，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.一种数据传输方法，包括数据发送步骤和数据接收步骤，其特征在于：所述数据发送步骤包括：

S100：收取多路多媒体数据以及传感器数据；

S200：将多路多媒体数据组成媒体矩阵数据；

S400：将媒体矩阵数据以及传感器数据通过端口进行发送；

所述数据接收步骤包括：

S600：接收媒体矩阵数据以及传感器数据；

S900：根据媒体分发矩阵对媒体矩阵数据进行媒体数据分发。

2.根据权利要求1所述的一种数据传输方法，其特征在于：发送步骤还包括：

S300：将传感器数据和媒体矩阵数据进行纠错预处理；

所述接收步骤中，还包括：

S700：对数据包进行丢包检测，如果检测到丢包，则执行S800，否则执行S900；

S800：对数据进行纠错恢复。

3.根据权利要求2所述的一种数据传输方法，其特征在于：所述S300包括：

S303：将数据拆分为若干数据包；

S304：对数据包进行前向纠错运算，生成修复包；

S305：生成数据包包头和修复包包头。

4.根据权利要求3所述的一种数据传输方法，其特征在于：所述S400具体包括：

S401：根据数据包包头和修复包包头进行组包；

S402：对数据进行加密；

S403：进行数据校验，校验通过则通过SOCKET端口进行发送；

S600具体包括：

S601：对数据包的包头进行校验，若校验失败则丢弃数据包，若校验通过则执行S602；

S602：对数据包进行数据校验，若校验失败则丢弃数据包，若校验通过则执行S603；

S603：对数据包进行解密。

5.根据权利要求4所述的一种数据传输方法，其特征在于：所述S300还包括：

S301：判断待发送的数据是否是媒体矩阵数据或传感器数据，若是则执行S301，若否，则执行S402；

S302：判断待发送的数据是否超过一个数据包的大小，若是则执行S303；若否则执行S402。

6.根据权利要求5所述的一种数据传输方法，其特征在于：S402和S603中采用SM2或SM4算法进行加密和解密。

7.根据权利要求6所述的一种数据传输方法，其特征在于：所述S401组包后的数据包格式为：从头到尾依次包括数据类型、全局序列号、时间戳、发送方ID、媒体通道号、帧序列号、帧内索引、帧拆包总数、修复包序号、修复包总数、数据内容以及校验数据。

8.根据权利要求7所述的一种数据传输方法，其特征在于：S700具体包括：

S701：判断是否已经接收到所有数据包，若是，则标记数据包为完整包并执行S900；若否，则执行S702；

S702：判断是否超过了最大等待时间，若是，则判断数据存在丢包，执行S800；若否，则按照预设时间间隔重新执行S701。

9.根据权利要求8所述的一种数据传输方法，其特征在于：S800具体包括：

S801：根据接收到的修复包和包头对数据包进行修复；

S802：判断是否能够完成全部修复，若是则标记数据包为完整包并执行S900；若否则标记数据包为损坏包，并执行S900。

10.一种数据传输系统，其特征在于：使用了如权利要求1-9中任一项所述的数据传输方法，包括：

媒体矩阵数据构建模块，用于将多路多媒体数据进行矩阵映射，形成媒体矩阵数据；

数据预处理模块，用于对数据进行前向纠错预处理；

数据发送模块，用于将数据进行组包、加密以及发送；

数据接收模块，用于接收数据发送模块发送的数据，并将数据进行解密和校验；

数据恢复模块，数据恢复模块用于检测数据接收模块接收到的数据包是否有丢包，并在检测到丢包时，对数据进行纠错恢复；

媒体分发模块，用于根据媒体分发矩阵对媒体矩阵数据进行分发。

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