CN112367525A - 基于教室利旧设备的在线课堂视频直播系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于教室已有摄像设备的在线课堂视频直播系统，包括与所述摄像设备连接的网关服务器、与所述网关服务器连接的视频流传输服务器和与所述视频流传输服务器连接的视频流服务器；所述网关服务器用于将所述摄像设备产生的音视频数据转换为基于rtmp协议的音视频流；所述视频流传输服务器用于将所述基于rtmp协议的音视频流传输给所述视频流服务器；所述视频流服务器用于将所述基于rtmp协议的音视频流转换成基于hls协议的视频数据，并响应用户的播放请求。还提供了一种直播方法。本发明实施例中的直播系统和直播方法，能够兼容线下和线上教学，实现了直播教师在教室中进行教学活动的目的。

Description

基于教室利旧设备的在线课堂视频直播系统及方法

技术领域

本发明涉视频传输领域，具体而言，涉及一种基于教室已有摄像设备的在线课堂视频直播系统及直播方法。

背景技术

为了实现学生在线上课的目的，各学校通常有两种做法：

第一种方式是通过直播平台系统实现，在这种方式下，教师在自己的电脑或手机上下载一个直播客户端，通过与客户端连接的摄像头和麦克风采集音视频信息，再将音视频信息传递到直播平台中，用户在进入直播平台后即可观看直播。

第二种方法是通过一个智慧教室系统实现，这种方式需要在教室中部署音视频采集装置，采集的音视频信息会传递到直播系统中，用户在登录直播系统后即可观看直播。

在直播平台系统方案中，要求教师在完成课程教学的准备工作以外，还需要独立完成直播环境的准备和维护工作。这些工作包括直播客户端的安装和配置、摄像头和麦克风的安装和配置、直播画面内容的切换和管理、设备异常情况的处理等。这就给教师增加了除课程教学外的额外负担。此外，由于条件限制，教师自己建立的直播环境中通常没有教室里那种大黑板，需要书写大量板书的教学活动会受到极大的限制。最后，这种方式要求教师和学生全部都在线进行教学，无法满足线上线下同时教学的需求。

在智慧教室系统方案中，通常会要求在各个教室中安装兼容智慧教室系统的摄像头和麦克风等硬件设备，以避免硬件设备与已有的智慧教室系统无法兼容的情况。然而，全新的智慧教室系统通常造价高昂，各个高校教学楼中通常已安装了处于监控目的的摄像头，再安装一套摄像设备显然会造成浪费。

发明内容

本发明为了解决现有的直播平台不能满足线上线下同时教学的需求，第一方面，提供了一种基于教室已有摄像设备的在线课堂视频直播系统，包括与所述摄像设备连接的网关服务器、与所述网关服务器连接的视频流传输服务器和与所述视频流传输服务器连接的视频流服务器；

所述网关服务器用于将所述摄像设备产生的音视频数据转换为基于rtmp协议的音视频流；

所述视频流传输服务器用于将所述基于rtmp协议的音视频流传输给所述视频流服务器；

所述视频流服务器用于将所述基于rtmp协议的音视频流转换成基于hls协议的视频数据，并响应用户的播放请求。

进一步地，所述网关服务器通过内网及内网IP地址与所述摄像设备连接，所述网关服务器通过外网及外网IP地址与所述视频流传输服务器连接。

进一步地，所述网关服务器运行有nginx网络服务应用和第一ffmpeg视频数据处理应用，所述第一ffmpeg视频数据处理应用接收所述摄像设备产生的音视频数据并转换为基于rtmp协议的音视频流；所述nginx网络服务应用用于将所述基于rtmp协议的音视频流传输给所述视频流传输服务器。

进一步地，所述视频流传输服务器上设有第二ffmpeg视频数据处理应用，所述第二ffmpeg视频数据处理应用采用直接拷贝的方式，将所述基于rtmp协议的音视频流发布到所述视频流服务器上。

进一步地，所述摄像设备有多个，所述第二ffmpeg视频数据处理应用的数量也有多个，所述每个第二ffmpeg视频数据处理应用与每个摄像设备一一对应，用于处理对应摄像设备的基于rtmp协议的音视频流。

进一步地，所述视频流传输服务器有多个，所述视频流服务器有多个，所述视频流传输服务器与所述视频流服务器一一对应连接。

进一步地，所述视频流服务器用于将所述基于rtmp协议的音视频流转换成基于hls协议的ts切片文件，并生成对应的m3u8播放文件；所述视频流服务器响应于用户的播放请求，将所述m3u8播放文件发送给用户；之后所述视频流服务器响应于用户基于m3u8播放文件的播放请求，传输对应的ts切片文件给用户，以使用户终端基于所述ts切片文件进行视频播放。

进一步地，还包括与所述视频流服务器连接的负载均衡调度服务器，所述视频流服务器和所述负载均衡调度服务器组成负载均衡网络。

进一步地，所述负载均衡调度服务器上运行lvs调度服务，所述负载均衡调度服务器接收用户的访问请求，通过lvs调度服务转发访问请求到对应的视频流服务器。

本发明第二方面，提供了一种基于教室已有摄像设备的在线课堂视频直播方法，包括如下步骤：

S110、网关服务器获取所述摄像设备产生的音视频数据，转换为基于rtmp协议的音视频流；

S120、视频流传输服务器从所述网关服务器传输所述基于rtmp协议的音视频流给视频流服务器；

S130、视频流服务器将所述基于rtmp协议的音视频流转换为基于hls协议的视频数据；

S140、视频流服务器响应于用户请求，发送所述基于hls协议的视频数据给用户。

本发明实现了在不建设新的智慧教师系统前提下，利用教室中已有的摄像设备，通过网络转发、视频流协议转换、负载均衡等技术，实现了直播教师在教室中进行教学活动的目的。通过本发明所述的方法和装置，可充分利用已有软硬件设施，大大节省高校直播课堂的建设成本，避免重复建设。在特殊时期(例如疫情时期)，通过本发明所述的方法和装置，可以在不改变教师教学方式的情况下，实现所有学生在线上教学、部分学生在线上教学(部分学生在线下教学)和所有学生线下教学的灵活切换。为高校在特殊时期完成教学活动奠定了基础。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：

图1为本发明一些实施例中的直播系统的系统架构示意图；

图2为本发明另一些实施例中的直播系统的系统架构示意图；

图3为本发明的一些实施例中的课堂视频直播方法的方法流程示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

先对本发明实施例中的专业术语进行解释如下：

视频传输协议：rtsp、rtmp和hls是当前流行的三种视频数据传输协议。rtsp和rtmp协议要求客户端与服务端建立持续的数据传输通道，并从该通道中传输音视频数据。hls协议将所需传输的视频切分为多个ts格式的视频切片文件，并生成对应的m3u8格式的播放列表文件，客户端根据m3u8播放列表文件向服务端请求对应的ts视频切片文件，并顺序播放。

ffmpeg：ffmpeg是一款用于视频数据处理的开源软件，它接收一个输入文件(或数据流)，进行处理后输出到目标文件(获数据流)。它的输入文件和输出文件可以是基于rtsp、rtmp等协议传输的各种数据流格式。

screen：screen是一款Linux操作系统下的应用程序，它实现了在多个会话中切换的功能。正常运行时，它可以将会话置于后台运行，需要查看某个会话状态时可以切换到该会话进行查看。

lvs和keepalived：lvs是一款开源负载均衡软件，它仅消耗少量系统资源即可支持多个节点集群响应大规模的网络请求。keepalived是Linux系统中管理lvs的一款开源软件。

nginx：nginx是当前最流行的网络服务应用程序。通过安装nginx的开源插件nginx-rtmp-module，可以实现nginx对rtmp传输协议的支持，还能够将基于rtmp协议的视频流数据实时转换为hls协议的视频流数据。

本发明实施例提出了一种方法和系统，可以利用教室中现有摄像设备，建设支持教师在教室中授课的直播系统。该方法和装置需要解决的技术问题包括：

出于安全方面的考虑，通常会为部署在教室中的摄像头独立建立一个网络，并且这个网络不接入互联网。为了实现直播的功能，需要在保证安全的前提下，将这些私网与互联网连接。

为了实现远程监控，部署在教室的摄像设备都会提供音视频数据的访问接口。由于这些监控系统可能建设于不同时间、属于不同品牌，他们提供的音视频数据接口协议可能会各有不同。为了将这些支持不同协议的摄像设备接入到统一的直播系统中，需要对视频传输协议进行统一。

为了满足大规模的学生在线上课需求，需要提高直播系统的视频流请求响应能力。可以从纵向和横向两个方面提高直播系统的响应能力：纵向是指提高单个服务节点的响应能力，可以通过将视频流转换为基于HLS协议的分片视频文件格式实现；横向是指通过负载均衡的方式，增加节点数量，提高整个直播系统的响应能力，可以通过基于LVS的方式实现。

本发明实施例所采用的技术方案包括网络摄像头、网关服务器、视频流传输服务器、视频流服务器和负载均衡调度服务网，如图1所示，教室摄像头是指已经部署在教室中的摄像头，这些摄像头并不是为实现课堂直播的目的而安装的，但这些摄像头可以完整地记录教师在教室中授课的全过程。这些摄像头可通过rtsp或rtmp等协议传输视频，这些摄像头通常会部署在教学楼的内部网络中，接入这个内部网络的系统可以获取来自摄像头的音视频数据。

网关服务器是同时接入教学楼内部网络和外部网络的服务器，该服务器同时设置了内部网络IP地址和外部网络IP地址。该服务器上需要安装和运行nginx网络服务应用和ffmpeg视频数据处理程序。nginx作为网络服务应用，运行在网关服务器上，向外部网络提供基于rtmp协议的视频流访问接口；ffmpeg作为音视频流数据处理程序，它的输入是内部网络中摄像头的音视频数据流，这部分音视频数据流可以以rtsp或rtmp等协议进行传输，ffmpeg将这些不同协议的音视频流数据统一转换为rtmp协议的音视频流数据，并将音视频流数据发布到nginx网络服务应用上，外部网络能够通过访问nginx服务获取这些音视频流数据。

视频流传输服务器负责音视频流数据传输任务，它将视频流数据从网关服务器取出，发布到负载均衡系统中的视频流服务器中。该服务器运行ffmpeg视频数据处理程序。每个视频流传输服务器为一个视频流服务器服务，对于网关服务器中每个教室摄像头的音视频流数据，在视频流传输服务器中会运行一个ffmpeg程序，它的输入数据是对应摄像头的音视频流数据，该数据已在网关服务器中进行了协议转换，统一转换为rtmp协议；ffmpeg通过将视频编码和音频编码以直接拷贝的方式，发布到视频流服务器上。

视频流服务器负责将rtmp协议的视频数据转换为基于hls协议的视频切片文件，并响应用户的播放请求。该服务器上运行nginx网络服务应用。每个视频流服务器通过nginx网络服务应用，接收来自视频流传输服务器的音视频流数据，该数据为基于rtmp协议的流式数据，同时，将该数据转换为基于hls协议的ts切片文件，并生成对应的m3u8播放文件。直播系统用户通过访问m3u8文件，依次获得需要播放的ts切片文件，并在终端进行播放。最终实现教师在教室中授课视频数据在用户终端中播放的目的。

负载均衡调度服务器与各个视频流服务器共同组成负载均衡服务集群，实现直播课堂的lvs负载均衡服务。负载均衡服务器上运行lvs的调度服务，来自用户访问请求通过lvs调度服务转发给后端的视频流服务器，由视频流服务器响应用户请求。

本发明的安装配置步骤如下：

1、获取教室摄像头数据。教室摄像头是已有设备，这些摄像头会向外部系统传输视频数据，从而实现远程观看摄像头画面的功能。在本发明实施例中，需要记录这些视频流数据的获取接口，例如，对于IP地址为192.168.1.11基于rtsp协议的摄像头，它的视频流数据接口可能是：rtsp://user:password@192.168.1.11:554/stream/channel。

2、配置网关服务器，包括：

2.1系统配置，包括：

2.1.1网络配置。网关服务器需要有连接摄像头内部网络和外部网络的网卡，并且能够同时获得内部网络和外部网络的IP地址。

2.1.2防火墙配置。打开系统防火墙的1935端口。

2.2安装应用程序。

2.2.1安装nginx网络服务应用，并同时安装nginx-rtmp-module插件。安装完成后在nginx配置文件中需要添加nginx-rtmp-module的rtmp协议相关配置，配置内容如下：

2.2.2安装ffmpeg视频数据处理程序。

2.2.3安装screen程序。

2.3执行ffmpeg视频数据处理程序。对于每一个教室的摄像头，需要在网关服务器中运行一个ffmpeg视频处理程序从该摄像头获取数据，并发布到网关服务器的nginx服务中，执行步骤包括：

2.3.1对每一个摄像头，运行一个对应教室编号的screen进程，例如screen-R01101；

2.3.2在这个screen进程中，执行ffmpeg视频处理程序。该ffmpeg视频处理程序需要将摄像头的视频传输协议统一为rtmp协议。如有需要可以在视频处理程序中加入对视频数据的处理，例如视频数据压缩等。也可以对流数据中的音频编码和视频编码直接进行拷贝。为了实现视频处理程序的稳定运行，特别是在ffmpeg程序执行失败后自动重新启动，需要将ffmpeg的进程写入到一个永久循环脚本中，脚本代码如下：

#/bin/bash

while((1>0))

do

ffmpeg-i rtsp://192.168.1.11/stream/channel-f flv-vcodec copy-acodeccopy rtmp://localhost/stream

done

3、配置视频流传输服务器，包括：

3.1应用程序安装

3.1.1安装ffmpeg视频数据处理程序。

3.1.2安装screen程序。

3.2防火墙配置。打开系统防火墙1935端口。

3.3执行ffmpeg视频数据处理程序。对于每一个教室的摄像头，需要在视频流传输服务器中运行一个ffmpeg视频处理程序，从网关服务器中获取对应摄像头数据，并发布到视频流服务器中，执行步骤与2.3所述步骤相同。

4、配置视频流服务器，包括：

4.1安装nginx网络服务应用，并同时安装nginx-rtmp-module插件。安装完成后在nginx配置文件中需要添加nginx-rtmp-module的rtmp协议和hls协议相关配置，配置内容如下：

同时，还需要增加ts切片文件的访问路径：

4.2防火墙配置。打开系统防火墙1935端口和80端口。

5、负载均衡调度服务器配置及视频流服务器的负载均衡配置。通过keepalived应用程序管理的lvs负载均衡集群，实现负载均衡功能。

5.1负载均衡服务器网络配置。需要配置一个用于对外服务的虚拟IP，例如172.16.0.100，以及路由和IPv4转发规则等。配置脚本如下：

#/bin/bash

VIP＝172.16.0.100

/sbin/ifconfig ens192:0$VIP broadcast$VIP netmask 255.255.255.255up

/sbin/route add-host$VIP dev ens192:0

echo"1">/proc/sys/net/ipv4/ip_forward

5.2负载均衡服务器keepalived配置。通过keepalived程序管理lvs负载均衡集群，需要在负载均衡服务器上进行keepalived相关配置。keepalived的配置内容包括：

5.3视频流服务器网络配置。为实现lvs负载均衡集群，每个视频流服务器需要配置虚拟IP，配置脚本如下：

#/bin/bash

VIP＝172.16.0.100

/sbin/ifconfig lo:0$VIP broadcast$VIP netmask 255.255.255.255up

echo"1">/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore

echo"2">/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce

echo"1">/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore

echo"2">/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce。

经过配置，本发明实施例中的系统通过网络转发、视频流协议转换、负载均衡等技术，实现了直播教师在教室中进行教学活动的目的，兼容了线上和线下的教学活动。

基于类似发明构思，如图2所示，本发明实施例还提供了一种基于教室利旧设备的在线课堂视频直播系统100，所述教室利旧设备包括教室已有的摄像设备110、麦克风系统等，所述直播系统100包括与所述摄像设备110连接的网关服务器120、与所述网关服务器120连接的视频流传输服务器130和与所述视频流传输服务器130连接的视频流服务器140。

所述网关服务器120用于将所述摄像设备110产生的音视频数据转换为基于rtmp协议的音视频流；

所述视频流传输服务器130用于将所述基于rtmp协议的音视频流传输给所述视频流服务器140；

所述视频流服务器140用于将所述基于rtmp协议的音视频流转换成基于hls协议的视频数据，并响应用户的播放请求。

本发明实施例中的直播系统，利用现有的教室中的网络摄像设备，采集音视频数据，然后利用网关服务器对所述音视频数据进行数据格式转换，然后传输给视频流传输服务器，视频流传输服务器将格式转换后的视频流数据传输给视频流服务器，视频流服务器进行格式转换，转换为基于hls协议的视频流文件，待用户请求时，将基于hls协议的视频流文件进行传输，使得用户终端进行播放。上述方案中，用户可指代用户端，可以是PC端，也可是移动端。

本发明实施例中，所述网关服务器120通过内网及内网IP地址与所述摄像设备110连接，所述网关服务器120通过外网及外网IP地址与所述视频流传输服务器130连接。所述内网和外网是一个相对概念，内网意指私网，或者局域网，不能直接与外部网络断连接，需要利用所述网关服务器120进行访问。外网是指，广泛的互联网，网关服务器120通过外网可被任意的网络上的设备访问。在一些实施例中，所述网关服务器120在内容中具有内网的IP地址，在外网中具有外网IP地址，在一些实施方式中，可在网关服务器120中部署两块网卡，一个用于内网的访问，一个用于外网的访问。

本发明实施例中如需对摄像设备的视频进行进一步处理，可以在网关服务器120与视频流传输服务器130之间加入音视频数据处理服务器，进一步对从教室摄像头获取的数据进行压缩、渲染、编辑等操作。

进一步地，所述网关服务器120运行有nginx网络服务应用121和第一ffmpeg视频数据处理应用122，所述第一ffmpeg视频数据处理应用122接收所述摄像设备110产生的音视频数据并转换为基于rtmp协议的音视频流；所述nginx网络服务应用121用于将所述基于rtmp协议的音视频流传输给所述视频流传输服务器130。所述网关服务器120利用nginx网络服务应用121与外部设备进行连接。

进一步地，所述视频流传输服务器130上设有第二ffmpeg视频数据处理应用131，所述第二ffmpeg视频数据处理应用131采用直接拷贝的方式，将所述基于rtmp协议的音视频流发布到所述视频流服务器140上。

进一步地，所述摄像设备110有多个，所述第二ffmpeg视频数据处理应用131的数量也有多个，所述每个第二ffmpeg视频数据处理应用131与每个摄像设备110一一对应，用于处理对应摄像设备的基于rtmp协议的音视频流。针对每个摄像设备100单独设置对应的第二ffmpeg视频数据处理应用131，使得数据传输更加快捷，延迟更少，能够应对大规模同时教学的场景要求。本发明实施例中的每个第二ffmpeg视频数据处理应用131可单独部署在一个视频流传输服务器130上，这时设置有多个视频流传输服务器130；也可将几个或者全部第二ffmpeg视频数据处理应用131部署在一个视频流传输服务器130上，但是最终，都是每个第二ffmpeg视频数据处理应用131对应处理一个摄像设备110的音视频数据，减小传输延迟。

本发明实施例中的多个摄像设备110，可以是位于不同教室的摄像头，也可以是同一个教室中设置的摄像头，便于从不同的角度对课堂进行观看。

在一些实施例中，所述视频流传输服务器130有多个，所述视频流服务器140有多个，所述视频流传输服务器130与所述视频流服务器140一一对应连接。保证了传输效率。

在一些实施例中，所述视频流服务器140用于将所述基于rtmp协议的音视频流转换成基于hls协议的ts切片文件，并生成对应的m3u8播放文件；所述视频流服务器140响应于用户的播放请求，将所述m3u8播放文件发送给用户；之后所述视频流服务器140响应于用户基于m3u8播放文件的播放请求，传输对应的ts切片文件给用户，以使用户终端基于所述ts切片文件进行视频播放。用户先请求m3u8播放文件，然后依次根据播放文件中的文件名或者路径，请求对应的ts切片文件，获取ts切片文件后进行播放。

在一些实施例中，所述直播系统100还包括与所述视频流服务器140连接的负载均衡调度服务器150，所述视频流服务器140和所述负载均衡调度服务器150组成负载均衡网络。负载均衡调度服务器150接到用户的请求后，根据负载均衡的要求，将用户的请求转到对应的视频流服务器140上，视频流服务器140进行响应。

在一些实施例中，所述负载均衡调度服务器150上运行lvs调度服务，所述负载均衡调度服务器150接收用户的访问请求，通过lvs调度服务转发访问请求到对应的视频流服务器140。

本发明实施例中的直播系统实现了在不建设新的智慧教师系统前提下，利用教室中已有的摄像设备，通过网络转发、视频流协议转换、负载均衡等技术，实现了直播教师在教室中进行教学活动的目的。通过本发明所述的方法和装置，可充分利用已有软硬件设施，大大节省高校直播课堂的建设成本，避免重复建设。在特殊时期(例如疫情时期)，通过本发明所述的方法和装置，可以在不改变教师教学方式的情况下，实现所有学生在线上教学、部分学生在线上教学(部分学生在线下教学)和所有学生线下教学的灵活切换。为高校在特殊时期完成教学活动奠定了基础。

本发明实施例通过网关服务器实现了将视频数据从教室摄像头所在的内部网络传输到外部网络中，为利用教室现有摄像头进行教师授课直播提供了网络基础。

本发明实施例通过网关服务器把各个摄像头的传输协议统一为rtmp协议，为进一步对音视频流数据处理提供了统一的协议。

本发明实施例通过以基于hls协议的切片视频文件方式为用户提供音视频数据服务，有效提高了单个服务器的响应能力。

本发明实施例通过基于lvs的负载均衡功能，有效提高了整个直播系统集群的响应能力。

本发明解决了利用教室现有摄像头进行教室授课直播所面临的网络异构、协议异构带来的技术问题，同时提供了支持大量用户访问的高并发性。

基于上述的直播系统中的各个服务器之间的运转流程，如图3所示，本发明实施例还提供了一种基于教室已有摄像设备的在线课堂视频直播方法，包括如下步骤：

S110、网关服务器获取所述摄像设备产生的音视频数据，转换为基于rtmp协议的音视频流；

S120、视频流传输服务器从所述网关服务器传输所述基于rtmp协议的音视频流给视频流服务器；

S130、视频流服务器将所述基于rtmp协议的音视频流转换为基于hls协议的视频数据；

S140、视频流服务器响应于用户请求，发送所述基于hls协议的视频数据给用户。

上述服务器的具体配置和执行步骤已在对应直播系统中的服务器中进行详细说明，在此不做过多赘述。

在本发明中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于教室已有摄像设备的在线课堂视频直播系统，其特征在于，包括与所述摄像设备连接的网关服务器、与所述网关服务器连接的视频流传输服务器和与所述视频流传输服务器连接的视频流服务器；

所述网关服务器用于将所述摄像设备产生的音视频数据转换为基于rtmp协议的音视频流；

所述视频流传输服务器用于将所述基于rtmp协议的音视频流传输给所述视频流服务器；

所述视频流服务器用于将所述基于rtmp协议的音视频流转换成基于hls协议的视频数据，并响应用户的播放请求。

2.根据权利要求1所述的基于教室已有摄像设备的在线课堂视频直播系统，其特征在于，所述网关服务器通过内网及内网IP地址与所述摄像设备连接，所述网关服务器通过外网及外网IP地址与所述视频流传输服务器连接。

3.根据权利要求2所述的基于教室已有摄像设备的在线课堂视频直播系统，其特征在于，所述网关服务器运行有nginx网络服务应用和第一ffmpeg视频数据处理应用，所述第一ffmpeg视频数据处理应用接收所述摄像设备产生的音视频数据并转换为基于rtmp协议的音视频流；所述nginx网络服务应用用于将所述基于rtmp协议的音视频流传输给所述视频流传输服务器。

4.根据权利要求3所述的基于教室已有摄像设备的在线课堂视频直播系统，其特征在于，所述视频流传输服务器上设有第二ffmpeg视频数据处理应用，所述第二ffmpeg视频数据处理应用采用直接拷贝的方式，将所述基于rtmp协议的音视频流发布到所述视频流服务器上。

5.根据权利要求4所述的基于教室已有摄像设备的在线课堂视频直播系统，其特征在于，所述摄像设备有多个，所述第二ffmpeg视频数据处理应用的数量也有多个，所述每个第二ffmpeg视频数据处理应用与每个摄像设备一一对应，用于处理对应摄像设备的基于rtmp协议的音视频流。

6.根据权利要求3所述的基于教室已有摄像设备的在线课堂视频直播系统，其特征在于，所述视频流传输服务器有多个，所述视频流服务器有多个，所述视频流传输服务器与所述视频流服务器一一对应连接。

7.根据权利要求2所述的基于教室已有摄像设备的在线课堂视频直播系统，其特征在于，所述视频流服务器用于将所述基于rtmp协议的音视频流转换成基于hls协议的ts切片文件，并生成对应的m3u8播放文件；所述视频流服务器响应于用户的播放请求，将所述m3u8播放文件发送给用户；之后所述视频流服务器响应于用户基于m3u8播放文件的播放请求，传输对应的ts切片文件给用户，以使用户终端基于所述ts切片文件进行视频播放。

8.根据权利要求1～7任一的所述的基于教室已有摄像设备的在线课堂视频直播系统，其特征在于，还包括与所述视频流服务器连接的负载均衡调度服务器，所述视频流服务器和所述负载均衡调度服务器组成负载均衡网络。

9.根据权利要求8所述的所述的基于教室已有摄像设备的在线课堂视频直播系统，其特征在于，所述负载均衡调度服务器上运行lvs调度服务，所述负载均衡调度服务器接收用户的访问请求，通过lvs调度服务转发访问请求到对应的视频流服务器。

10.一种基于教室已有摄像设备的在线课堂视频直播方法，其特征在于，包括如下步骤：

S110、网关服务器获取所述摄像设备产生的音视频数据，转换为基于rtmp协议的音视频流；

S120、视频流传输服务器从所述网关服务器传输所述基于rtmp协议的音视频流给视频流服务器；

S130、视频流服务器将所述基于rtmp协议的音视频流转换为基于hls协议的视频数据；

S140、视频流服务器响应于用户请求，发送所述基于hls协议的视频数据给用户。

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