CN112350792A - 一种应急广播数据转发复用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了应急广播通信技术领域的一种应急广播数据转发复用方法，包括：步骤S10、在转发服务器上创建转发配置表、第一监听线程、第二监听线程以及第三监听线程；步骤S20、通过第二监听线程保持与终端设备的长连接，接收终端设备的心跳数据；步骤S30、通过第三监听线程对前端设备组以及终端设备的最后在线心跳时间进行检测，并利用最后在线心跳时间以及转发配置表进行离线状态判断；步骤S40、通过第一监听线程接收前端设备组发送的TS数据，并基于转发配置表将TS数据转发至复用器；步骤S50、复用器将接收的TS数据进行复合后，通过调制器发送给终端设备。本发明的优点在于：实现应急广播数据跨网络传输，进而极大的提升了应急广播通信的兼容性。

Description

一种应急广播数据转发复用方法
技术领域
本发明涉及应急广播通信技术领域，特别指一种应急广播数据转发复用方法。
背景技术
在应急广播通信技术领域，数字广播主要采用TS格式进行传输，即transportstream(传送流)，简称TS流，是MPEG组织于1994年推出MPEG-2压缩标准，以实现视频服务和音频服务与应用互操作的可能性。TS数据包的长度固定为188字节，包括同步字节(sync_byte)0x47和数据包识别号PID等。
在应急广播系统中，前端设备通过UDP将TS数据发送到复用器，复用器将TS数据的多通道道节目的原始流复合在一起后，发送到调制器进行数据调制，再利用DTMB地面数字电视网络、DVBC有线数字电视网络或者其他网络传输到应急广播终端。复合的数据包括视频流、音频流、节目特殊信息流(PSI)和其他数据包，其中PSI表包括节目关联表(PAT)、节目映射表(PMT)、网络信息表和条件访问表4种类型。
前端设备通过MPEG编码技术将采集的音频信号编码为UDP格式，再通过IP网络发送到复用器上，这就是TS Over IP技术(通过IP网络传输TS数据)，这种技术主要通过单播(UDP)或组播(Multicast)的方式进行传输。考虑到以太网中数据帧的最大长度为1500字节，所以TS Over IP规定最大7个TS数据包封装在一起组成1个IP包进行发送，1个IP包的大小为7*188B＝1316字节。
然而，现有的前端设备通过TS Over IP技术发送TS数据给复用器时，必须通过局域网进行，在乡镇或者行政村的广播前端设备就需要和县级的复用器在一个局域网下才能进行通信，如果乡镇和行政村的广播前端设备只能连接互联网，不能连接到县级复用器的局域网，则广播前端设备的TS数据无法发送到县级的复用器，严重的影响了应急广播通信的兼容性。
因此，如何提供一种应急广播数据转发复用方法，实现应急广播数据跨网络传输，进而提升应急广播通信的兼容性，成为一个亟待解决的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题，在于提供一种应急广播数据转发复用方法，实现应急广播数据跨网络传输，进而提升应急广播通信的兼容性。
本发明是这样实现的：一种应急广播数据转发复用方法，包括如下步骤：
步骤S10、在转发服务器上创建一转发配置表，启动一用于监听前端设备组的第一监听线程、一用于监听终端设备的第二监听线程以及一用于检测离线状态的第三监听线程；
步骤S20、转发服务器通过所述第二监听线程保持与终端设备的socket长连接，接收终端设备的心跳数据并进行存储；
步骤S30、转发服务器通过所述第三监听线程对前端设备组以及终端设备的最后在线心跳时间进行检测，并利用所述最后在线心跳时间以及转发配置表进行离线状态判断；
步骤S40、转发服务器通过所述第一监听线程接收前端设备组发送的TS数据，并基于所述转发配置表将TS数据通过局域网转发至复用器；
步骤S50、复用器将接收的所述TS数据进行复合后，通过调制器发送给终端设备。
进一步地，所述步骤S10中，所述转发配置表至少包括前端设备UDP端口、终端设备UDP端口、复用器UDP端口、复用器IP地址、转发服务器IP地址、心跳时长、服务名称以及区域编码。
进一步地，所述步骤S10中，所述转发配置表为XML文件。
进一步地，所述步骤S20中，所述心跳数据至少包括终端设备的序列号、资源编码、工作状态、音量大小、软件版本号、硬件版本号、设备类型、广播类型以及信号强度。
进一步地，所述步骤S30具体为：
转发服务器通过所述第三监听线程对前端设备组以及终端设备的最后在线心跳时间进行检测，判断前端设备组或者终端设备的当前时间与所述最后在线心跳时间的时间差是否大于心跳时长，若是，说明前端设备组或者终端设备处于离线状态，转发服务器停止接收前端设备组发送的TS数据；若否，说明前端设备组和终端设备处于在线状态，并进入步骤S40。
进一步地，所述步骤S40具体包括：
步骤S41、各前端设备均将TS数据转发给下级节点的前端设备，末级的前端设备将TS数据发送给转发服务器；
步骤S42、转发服务器通过所述第一监听线程接收前端设备组发送的TS数据；
步骤S43、转发服务器基于所述转发配置表，将TS数据通过局域网转发至对应的复用器UDP端口，记录前端设备为在线状态，将当前时间记录为最后在线心跳时间。
进一步地，所述步骤S40中，所述TS数据至少包括控制指令、PSI数据、SI数据、音频数据、视频数据以及加密数据；所述控制指令至少包括应急广播消息编码、覆盖资源编码以及音频PID。
进一步地，同个IP地址发送的所述加密数据仅进行一次解密防护。
本发明的优点在于：
通过在转发服务器上创建一转发配置表，前端设备将TS数据发送给转发服务器，再由转发服务器基于转发配置表将TS数据转发至对应的复用器UDP端口，复用器再将接收的TS数据通过调制器发送给终端设备，由于转发服务器和复用器处在同个局域网下，且转发服务器能够通过互联网连接前端设备，使得前端设备和复用器即使不处于同个局域网内，前端设备也能将TS数据发送给复用器，实现应急广播数据跨网络传输，进而极大的提升了应急广播通信的兼容性。
附图说明
下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。
图1是本发明一种应急广播数据转发复用方法的流程图。
图2是本发明一种应急广播数据转发复用系统的结构示意图。
具体实施方式
本申请实施例中的技术方案，总体思路如下：同过转发服务器连接处于不同网络环境下的前端设备和复用器，再在转发服务器上创建一用于将前端设备的TS数据转发给复用器的转发配置表，以实现应急广播数据跨网络传输，进而提升应急广播通信的兼容性。
本发明需使用如下一种应急广播数据转发复用系统，包括一前端设备组、一转发服务器、一复用器、一调制器以及一终端设备；所述转发服务器的一端与前端设备组连接，另一端与所述复用器连接；所述调制器的一端与复用器连接，另一端与所述终端设备连接。
所述前端设备组、转发服务器、复用器、调制器以及终端设备均通过UDP端口进行连接；所述转发服务器与复用器处在同个局域网下，所述转发服务器将转发服务器IP地址暴露于互联网上。
所述前端设备组包括若干个前端设备，各所述前端设备通过树形结构进行连接，即设有父节点和子节点，例如县级的前端设备为父节点，乡镇或者行政村的前端设备为县级的子节点；各所述前端设备均配置一复用器UDP端口，即TS数据转发的目标端口；所述前端设备通过转发服务器IP地址于转发服务器建立连接。
请参照图1至图2所示，本发明一种应急广播数据转发复用方法的较佳实施例，包括如下步骤：
步骤S10、在转发服务器上创建一转发配置表，启动一用于监听前端设备组的第一监听线程、一用于监听终端设备的第二监听线程以及一用于检测离线状态的第三监听线程；
步骤S20、转发服务器通过所述第二监听线程保持与终端设备的socket长连接，接收终端设备的心跳数据并进行存储；
转发服务器在接收终端设备的心跳数据后，在服务界面上和前端设备对应的节点下生成一个子节点，显示终端设备的关键信息，比如工作状态、音量大小、软硬件版本号等。
在互联网中，UDP的socket连接不能保持稳定长连接的状态，但是，通过减少心跳的周期可以保持UDP的NAT通道，达到转发接收来自前端设备的TS数据到这些UDP端口的目的。
步骤S30、转发服务器通过所述第三监听线程对前端设备组以及终端设备的最后在线心跳时间进行检测，并利用所述最后在线心跳时间以及转发配置表进行离线状态判断；
步骤S40、转发服务器通过所述第一监听线程接收前端设备组发送的TS数据，并基于所述转发配置表将TS数据通过局域网转发至复用器；
步骤S50、复用器将接收的所述TS数据进行复合后，通过调制器发送给终端设备。
所述步骤S10中，所述转发配置表至少包括前端设备UDP端口、终端设备UDP端口、复用器UDP端口、复用器IP地址、转发服务器IP地址、心跳时长、服务名称以及区域编码。所述服务名称用于用户识别前端设备，所述区域编码用于识别前端设备所在的区域。
所述步骤S10中，所述转发配置表为XML文件；当多个前端设备存在上下级的层级关系时，XML文件使用父子节点嵌套的方式进行声明。
所述步骤S20中，所述心跳数据至少包括终端设备的序列号、资源编码、工作状态、音量大小、软件版本号、硬件版本号、设备类型、广播类型以及信号强度。
所述步骤S30具体为：
转发服务器实时通过所述第三监听线程对前端设备组以及终端设备的最后在线心跳时间进行检测，判断前端设备组或者终端设备的当前时间与所述最后在线心跳时间的时间差是否大于心跳时长，若是，说明前端设备组或者终端设备处于离线状态，转发服务器停止接收前端设备组发送的TS数据，并在转发服务器的界面上显示设备离线；若否，说明前端设备组和终端设备处于在线状态，并进入步骤S40。
所述步骤S40具体包括：
步骤S41、各前端设备均将TS数据转发给下级节点的前端设备，末级的前端设备将TS数据签名后发送给转发服务器；
步骤S42、转发服务器通过所述第一监听线程接收前端设备组发送的TS数据，并对接收的TS数据进行验签；通过对TS数据的签名和验签，极大的提升了数据的安全性；
步骤S43、转发服务器基于所述转发配置表，将验签通过的TS数据通过局域网转发至对应的复用器UDP端口，记录前端设备为在线状态，将当前时间记录为最后在线心跳时间。
所述步骤S40中，所述TS数据至少包括控制指令、PSI数据、SI数据、音频数据、视频数据以及加密数据；所述控制指令至少包括应急广播消息编码、覆盖资源编码以及音频PID。
当接收到的所述控制指令的应急广播消息编码为开播或者关播时，转发服务器转发给复用器后，转发服务器会解析其中的覆盖资源编码，对相应的终端设备进行转发，如果没有配置相关的复用器端口，则会向下级的前端设备转发。
同个IP地址发送的所述加密数据仅进行一次解密防护，避免对大量的TS数据进行校验而消耗大量的CPU资源。
所述步骤S50具体为：
复用器将接收的所述TS数据中包含的多通道道节目的原始流复合后，发送到调制器进行数据调制，调制器将调制后的TS数据发送给终端设备，终端设备再对接收的TS数据进行解调。
综上所述，本发明的优点在于：
通过在转发服务器上创建一转发配置表，前端设备将TS数据发送给转发服务器，再由转发服务器基于转发配置表将TS数据转发至对应的复用器UDP端口，复用器再将接收的TS数据通过调制器发送给终端设备，由于转发服务器和复用器处在同个局域网下，且转发服务器能够通过互联网连接前端设备，使得前端设备和复用器即使不处于同个局域网内，前端设备也能将TS数据发送给复用器，实现应急广播数据跨网络传输，进而极大的提升了应急广播通信的兼容性。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。

Claims (8)

1.一种应急广播数据转发复用方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤S10、在转发服务器上创建一转发配置表，启动一用于监听前端设备组的第一监听线程、一用于监听终端设备的第二监听线程以及一用于检测离线状态的第三监听线程；
步骤S20、转发服务器通过所述第二监听线程保持与终端设备的socket长连接，接收终端设备的心跳数据并进行存储；
步骤S30、转发服务器通过所述第三监听线程对前端设备组以及终端设备的最后在线心跳时间进行检测，并利用所述最后在线心跳时间以及转发配置表进行离线状态判断；
步骤S40、转发服务器通过所述第一监听线程接收前端设备组发送的TS数据，并基于所述转发配置表将TS数据通过局域网转发至复用器；
步骤S50、复用器将接收的所述TS数据进行复合后，通过调制器发送给终端设备。
2.如权利要求1所述的一种应急广播数据转发复用方法，其特征在于：所述步骤S10中，所述转发配置表至少包括前端设备UDP端口、终端设备UDP端口、复用器UDP端口、复用器IP地址、转发服务器IP地址、心跳时长、服务名称以及区域编码。
3.如权利要求1所述的一种应急广播数据转发复用方法，其特征在于：所述步骤S10中，所述转发配置表为XML文件。
4.如权利要求1所述的一种应急广播数据转发复用方法，其特征在于：所述步骤S20中，所述心跳数据至少包括终端设备的序列号、资源编码、工作状态、音量大小、软件版本号、硬件版本号、设备类型、广播类型以及信号强度。
5.如权利要求2所述的一种应急广播数据转发复用方法，其特征在于：所述步骤S30具体为：
转发服务器通过所述第三监听线程对前端设备组以及终端设备的最后在线心跳时间进行检测，判断前端设备组或者终端设备的当前时间与所述最后在线心跳时间的时间差是否大于心跳时长，若是，说明前端设备组或者终端设备处于离线状态，转发服务器停止接收前端设备组发送的TS数据；若否，说明前端设备组和终端设备处于在线状态，并进入步骤S40。
6.如权利要求1所述的一种应急广播数据转发复用方法，其特征在于：所述步骤S40具体包括：
步骤S41、各前端设备均将TS数据转发给下级节点的前端设备，末级的前端设备将TS数据发送给转发服务器；
步骤S42、转发服务器通过所述第一监听线程接收前端设备组发送的TS数据；
步骤S43、转发服务器基于所述转发配置表，将TS数据通过局域网转发至对应的复用器UDP端口，记录前端设备为在线状态，将当前时间记录为最后在线心跳时间。
7.如权利要求1所述的一种应急广播数据转发复用方法，其特征在于：所述步骤S40中，所述TS数据至少包括控制指令、PSI数据、SI数据、音频数据、视频数据以及加密数据；所述控制指令至少包括应急广播消息编码、覆盖资源编码以及音频PID。
8.如权利要求7所述的一种应急广播数据转发复用方法，其特征在于：同个IP地址发送的所述加密数据仅进行一次解密防护。
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