CN112804285B - 一种景观照明系统及其文件传输方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种景观照明系统及其文件传输方法，文件传输方法包括：各节点中的第一节点向服务器发起向第二节点的传输请求；服务器将第一节点的IP地址和端口映射信息发送给第二节点，并将第二节点的IP地址和端口映射信息发送给第一节点；为第一节点和第二节点建立网络地址翻译隧道；第一节点通过网络地址翻译隧道将视频文件传输给第二节点；第二节点接收视频文件，向第一节点发送视频文件传输应答。节点间只通过服务器做地址等信息管理，节点间的文件传输不通过服务器中转，能够在景观照明系统的文件传输中，不会用到IPv4资源以避免浪费，而且节点间文件互传，保证了文件传输效率，由于不通过服务器，所以还提升了文件传输安全性能。

Description

一种景观照明系统及其文件传输方法

技术领域

本发明涉及大规模显示控制技术，尤其涉及的是，一种景观照明系统及其文件传输方法。

背景技术

现有的文件传输都是采用FTP文件传输协议，首先必须架设FTP服务器，文件需先上传到FTP服务器，再通过FTP下载到目标设备；FTP服务器需要占用非常有限的公共IPv4(Internet Protocol version 4，网际协议版本4)资源，成本很高。而且，2019年11月26日，全球所有43亿个IPv4地址已分配完毕，这意味着没有更多的IPv4地址可以分配给ISP和其他大型网络基础设施提供商。

由于文件需要上传到FTP服务器，会占用FTP服务器的磁盘空间，需要手动定期清理，并且FTP传输对多用户有限制，默认只能支持到5个用户同时传输，且多用户同时传输时传输速率会下降。

FTP传输过程没有校验，中间出错无非识别，只有在整体下载完成后进行简单校验甚至没有校验，纠错能力低下，传输文件的完整性无法保障；FTP文件传输协议过于臃肿，需要频繁进行TCP连接握手确认，不适用于无操作系统的设备以及轻量级嵌入式设备实施。FTP传输协议过于公开，信息安全没有保障。

随着网络控制技术的迅速发展，通过网络远程技术更新建筑景观灯的视频文件成为趋势，现有的方案是架设FTP文件服务器，服务器和各节点之间组成星型网络，所有的文件传输都通过FTP服务器进行中转，但随着接入节点的增加，以及视频清晰度日益提升导致文件越来越大，FTP服务器这种模式已无法应对庞大的城市集群节点的应用，首先是传输效率低下，FTP文件传输需要先将文件上传到FTP服务器，再将文件下发到节点，当有多用户同时进行上传下载业务时，对FTP服务器而言就存在网络带宽抢占，磁盘空间不足，传输效率低下，且FTP文件传输协议本身并不安全，例如Google早在2012年已卸载ftp插件。

如图1所示，节点1要将文件A传输到节点3，首先需要将文件A上传到FTP服务器，执行步骤1；在收到文件A收到步骤2的上传完毕后，节点1发起步骤3；FTP服务器收到步骤3后，转发给节点3，执行步骤4；节点3收到通知后，发起步骤5；节点3和FTP服务器之间执行步骤6完毕后，FTP服务器将状态发送给节点1流程结束；节点2要将文件B传输到节点4也是如此，整个传输需要占用FTP服务器的存储以及双倍的文件大小的网络流量。

因此，现有技术存在缺陷，需要改进。

发明内容

本发明提供一种新的景观照明系统及其文件传输方法，所要解决的技术问题包括：如何在景观照明系统的文件传输中，避免浪费IPv4资源，保证文件传输效率，提升文件传输安全性能等。

本发明的技术方案如下：

一种景观照明系统的文件传输方法，其包括如下步骤：

S1，为景观照明系统设置至少二节点；

S2，各节点分别连接服务器；

S3，各节点中的第一节点向服务器发起向第二节点的传输请求；

S4，服务器将第一节点的IP地址和端口映射信息发送给第二节点，并将第二节点的IP地址和端口映射信息发送给第一节点；

S5，为第一节点和第二节点建立网络地址翻译隧道，第一节点和第二节点分别呼叫对方，确定收到应答时则网络地址翻译隧道成功建立；

S6，第一节点通过网络地址翻译隧道将视频文件传输给第二节点；

S7，第二节点接收视频文件，向第一节点发送视频文件传输应答。

优选的，步骤S1中，将景观照明系统的区域设置为至少二个子区域，每一子区域对应设置一节点。

优选的，步骤S6中，第一节点通过网络地址翻译隧道将视频文件分包传输给第二节点。

优选的，步骤S6中，第一节点的每个数据包内对数据进行校验和加密；步骤S7中，第二节点收到后每一个数据包后进行解密和数据校验，并反馈结果给第一节点。

优选的，步骤S7中，视频文件传输应答包括丢包或错包；并且，第一节点重新通过网络地址翻译隧道将丢包或错包的视频文件数据包传输给第二节点。

优选的，步骤S6中，第一节点的每个数据包内对数据进行CRC32校验和MD5加密。

优选的，步骤S6和步骤S7采用非阻塞的方式并行进行。

优选的，步骤S6中，视频文件的数据报文按用户数据报协议进行传输。

优选的，步骤S5中，第一节点和第二节点建立对称式网络地址翻译隧道。

一种景观照明系统，采用任一项中所述文件传输方法实现。

采用上述方案，本发明通过设计多个节点，节点间只通过服务器做地址等信息管理，节点间的文件传输不通过服务器中转，能够在景观照明系统的文件传输中，不会用到IPv4资源以避免浪费，而且节点间文件互传，保证了文件传输效率，由于不通过服务器，所以还提升了文件传输安全性能，具有很高的市场应用价值。

附图说明

图1为现有技术的一个实施例的示意图；

图2为本发明所述文件传输方法的一个实施例的示意图；

图3为本发明所述文件传输方法的另一个实施例的示意图；

图4为本发明所述文件传输方法的另一个实施例的示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。但是，本发明可以采用许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例。需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本发明。本说明书所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

景观照明系统包括但不限于户外大型显示屏或者显示系统，可以包括成千上万的显示模组，这些显示模组可以形成大量节点，也可以每个显示模组作为一个节点。随着网络控制技术的迅速发展，通过网络远程技术更新建筑景观照明系统的视频文件成为趋势，现有的方案是架设FTP文件服务器，服务器和各节点之间组成星型网络，所有的文件传输都通过FTP服务器进行中转，但随着接入节点的增加，以及视频清晰度日益提升，FTP服务器这种模式已无法应对庞大的城市集群节点的应用，首先是传输效率低下，FTP文件传输需要先将文件上传到FTP服务器，再将文件下发到节点，当有多用户同时进行上传下载业务时，对FTP服务器而言就存在网络带宽抢占，磁盘空间不足，传输效率低下，且FTP文件传输协议本身并不安全，如图2所示，本发明的一个实施例是，一种景观照明系统的文件传输方法，其包括如下步骤：S1，为景观照明系统设置至少二节点；S2，各节点分别连接服务器；S3，各节点中的第一节点向服务器发起向第二节点的传输请求；S4，服务器将第一节点的IP地址和端口映射信息发送给第二节点，并将第二节点的IP地址和端口映射信息发送给第一节点；S5，为第一节点和第二节点建立网络地址翻译隧道，第一节点和第二节点分别呼叫对方，确定收到应答时则网络地址翻译隧道成功建立；S6，第一节点通过网络地址翻译隧道将视频文件传输给第二节点；S7，第二节点接收视频文件，向第一节点发送视频文件传输应答。采用上述方案，本发明通过设计多个节点，节点间只通过服务器做地址等信息管理，节点间的文件传输不通过服务器中转，能够在景观照明系统的文件传输中，不会用到IPv4资源以避免浪费，而且节点间文件互传，保证了文件传输效率，由于不通过服务器，所以还提升了文件传输安全性能，具有很高的市场应用价值。

步骤S1中，为景观照明系统设置至少二节点；步骤S2中，各节点分别连接服务器；景观照明系统可以有多个节点和一个服务器，现有的做法是所有文件都通过服务器，例如第一节点将文件上传给服务器，服务器再将文件下发给第二节点。优选的，步骤S1中，将景观照明系统的区域设置为至少二个子区域，每一子区域对应设置一节点。景观照明系统的区域也就是景观照明的项目区域，或者照明区域，也可理解成显示区域。较好的是，按照无线传输范围将景观照明系统的区域设置为至少二个子区域，每一子区域匹配一节点，每一节点匹配一无线传输范围。无线传输范围也就是无线信号传输区域，当景观照明系统的区域较大时，一个无线收发模块或者无线收发装置往往不能覆盖整个景观照明系统的区域，需要二个或以上无线收发模块以进行无线传输。由此可以实现有效的无线数据传输，节省了有线的线路，并且不受布线环境的限制。

步骤S3中，各节点中的第一节点向服务器发起向第二节点的传输请求；各实施例中，第一节点和第二节点只是一个名称，不是对于节点的具体限制，第二节点可以替换为第三节点、第四节点、第五节点……第一百节点等，第一节点也可以替换为第三节点、第四节点、第五节点……第一百节点等，只要第一节点和第二节点不是相同的节点就可以。

步骤S4中，服务器将第一节点的IP地址(Internet Protocol Address)和端口映射信息发送给第二节点，并将第二节点的IP地址和端口映射信息发送给第一节点；IP地址是指互联网协议地址，又称为网际协议地址。较好的是，步骤S4中，服务器管理所有节点的IP地址和端口映射信息。

步骤S5中，为第一节点和第二节点建立网络地址翻译(NAT，Network AddressTranslator)隧道(Tunnel)，第一节点和第二节点分别呼叫对方，确定收到应答时则网络地址翻译隧道成功建立；优选的，步骤S5中，第一节点和第二节点建立对称式网络地址翻译(Symmetric NAT)隧道。NAT隧道是一种内网穿透技术，也称为NAT打洞，直接将2个节点互联互通，文件传输无需通过第3方服务器存储转发，对多用户同时接入没有限制。对称式NAT当同一内部主机使用相同的端口与不同地址的外部主机进行通信时，NAT对该内部主机的映射会有所不同，不保证所有会话中的私有地址和公开IP之间绑定的一致性，相反，它为每个新的会话分配一个新的端口号。

步骤S6中，第一节点通过网络地址翻译隧道将视频文件传输给第二节点；优选的，步骤S6中，第一节点通过网络地址翻译隧道将视频文件分包传输给第二节点。由此可以实现不经过服务器的文件有效传输，提升了传输效率，节省了传输资源，由于不通过服务器，所以还提升了文件传输安全性能。

为了提升文件传输的安全性，优选的，步骤S6中，第一节点的每个数据包内对数据进行CRC32校验和MD5加密。本实施例中，采用对每一个数据包都进行加密校验，传输过程中可实时纠错重试，保证文件传输完整性，传输内容采用MD5加密，保证信息安全。优选的，步骤S6中，视频文件的数据报文按用户数据报协议(UDP，User Datagram Protocol)进行传输。本实施例或者全部实施例采用UDP报文进行传输，适宜于无操作系统设备或轻量级嵌入式设备实施，便于实现。由此提出了一种新的文件传输方式，将文件上传节点和接收节点直接打通，利用节点本身的网络带宽和存储资源，无需架设FTP服务器，由此也可以提高多用户并行执行效率；此外对每一个数据包进行加密校验，解决FTP文件传输安全性以及传输完整性问题。

较好的是，步骤S6中，第一节点通过网络地址翻译隧道将视频文件传输给第二节点时，或者第一节点通过网络地址翻译隧道将视频文件传输给第二节点之前，还进行对时，以使第一节点和第二节点的时间一致。较好的是，采用区域无线授时装置实现各节点的对时；较好的是，区域无线授时装置连接服务器，区域无线授时装置包括：数据收发器、M个发射机和分为M组的N个接收机；并且，将景观照明系统的区域设置为M个子区域，每一子区域中，设有一数据收发器、一发射机和一组接收机，并且发射机以无线传输方式连接各接收机；例如，步骤S1中，将景观照明系统的区域设置为M个子区域，每一子区域中，设有一数据收发器、一发射机和一组接收机，并且发射机以无线传输方式连接各接收机。数据收发器用于获取授时信息，并传输给发射机；发射机设有数据通讯模块、本地时钟模块和无线收发模块，数据通讯模块分别连接数据收发器和无线收发模块，无线收发模块连接本地时钟模块并以无线传输方式连接各接收机，无线收发模块用于在数据收发器有信号时采用授时信息无线传输给各接收机，在数据收发器无信号时采用本地时钟模块的时间信息无线传输给各接收机。由此可以实现在景观照明系统中，使文件准确地按时播放，多个显示节点相互匹配显示完整的图像或者视频，达到了完整的整体效果，特别适合成千上万的大量节点通过相同或者不同的视频文件片段共同播放一个完整的视频。N个接收机分为M组，每组的接收机可以相同也可以不同；优选的，N为M的倍数，各组接收机的数量相同。或者，至少一组接收机的数量与其它组接收机的数量相异。由此可以解决接收机的数量不能平均分配的问题，而且无线信号覆盖区域不同，对应的接收机的数量可能也有差异，较好的是，N个接收机根据无线信号收发范围分为M组。由此可以尽量少用数据收发器，也就是减少数据收发器的用量，以节约成本，同时简化系统。优选的，数据收发器包括卫星信号收发器和移动数据收发器。卫星信号收发器用于获取卫星的授时信息，也就是卫星授时信号，并传输给发射机；移动数据收发器用于获取移动数据信号的授时信息，并传输给发射机。优选的，接收机包括顺序连接的数据通讯模块、数据还原模块和对时模块。接收机可以在现有基础上增加无线传输方式的数据通讯模块；对于加密处理的数据，可以设置数据还原模块。优选的，所述接收机连接显示模组、显示模块或者显示箱体。

景观照明系统为实现多节点之间播放视频同步，需要保证不同节点之间时间差异小于40ms，但本地时钟由于设备自身原因导致不可行，例如有源晶振不断地存在偏差，所以主要依靠卫星授时/基站授时/网络授时等方式来实现，但卫星授时受天气，地线地貌，建筑物遮蔽等环境因素影响较大，并不稳定；移动数据授时受基站信号覆盖范围影响较大，且需要开通物联卡并架设授时服务器，成本较高；较好的是，M的数值根据无线收发模块的覆盖范围设置，当无线收发模块的信号收发范围能够覆盖全区域时，M为一；当无线收发模块的信号收发范围不能够覆盖全区域时，M为多个无线收发模块组合后能够覆盖全区域的数值；也就是说，M个无线收发模块组合后能够覆盖全区域。本发明采用公共频段的无线电信号进行局部范围内的同步对时，相对于卫星授时而言，受外部环境因素影响较小，相对于基站授时和网络授时而言，架设成本低，不受基站分布等影响；若信号覆盖范围达不到全区域，可将其划分为若干子区域，每个子区域的发射机之间通过卫星授时/基站授时/网络授时等方式进行同步，则需要架设的卫星授时/基站授时/网络授时节点数量减少数十到上百倍，也就是仅为原来的1％到5％左右的成本，极大降低了工程实施的难度和成本。

为保证数据安全和播放时间的一致性，例如无线数据传输存在被监听的可能，优选的，发射机以无线传输方式连接各接收机中，对帧数据进行对称算法加密处理。较好的是，发射机还设有数据加密模块，数据加密模块用于进行数据加密；较好的是，数据加密模块用于对数据帧内的每一个字节都采用对称算法AES/ECB/PKCS5Padding进行加密，秘钥按照约定规则进行轮转替换，由此可以增强无线数据传输的安全性。

为了避免数据出错，例如无线通讯存在数据包损坏的概率，较好的是，发射机还设有数据冗余模块，数据冗余模块用于进行数据冗余验证或数据冗余处理，或者用于进行数据冗余处理和数据冗余验证；较好的是，数据冗余模块用于对每一数据帧进行数据冗余处理，生成内容相同的至少二份子数据包并包含有校验数据；较好的是，数据冗余模块用于对每一数据帧进行数据冗余处理，生成内容相同的3份子数据包并包含有校验数据；也就是说，一帧数据由3份子数据包组成，每份子数据包内容相同，且包含校验数据；接收机收到任意1份完整的通过校验的子数据包，都视为接收成功，由此降低单次数据传输失败的概率。由此可以保证数据传输的准确性。

为了解决由于无线信号传输造成的延时问题，较好的是，发射机还设有延时测量模块，延时测量模块用于对无线信号传输进行延时测量，也就是对无线信道的无线信号传输进行延时测量；较好的是，无线收发模块在以无线传输方式向各接收机发送显示数据和授时信息，对于显示数据的每一帧数据都加上时间戳，无线收发模块还用于接收各接收机返回的带有时间戳的应答，延时测量模块用于根据显示数据及其应答，测量无线信号传输的延时状况；较好的是，发射机还设有延时补偿模块，延时补偿模块用于根据延时测量结果进行同步补偿。较好的是，延时补偿模块用于根据延时测量结果进行同步补偿以调整授时时间。也就是说，无线数据传输延时随着传输速率，编码方式等参数的不同而不同，传输延时从几个毫秒到几千毫秒之间浮动，所以在同步授时的时候必须考虑传输路径延时，例如发射机配备高精度时钟源，一般采用带温度补偿功能的有源晶振，其精确度小于10ppm，每秒钟偏差小于1微秒，发射机发送一帧数据时带上时间戳，接收机返回应答时将时间戳附带返回，发射机收到应答时可计算出路径延时，记为T，在发送授时信息时将授时时间往前叠加T/2，以此类推。

为了校准本地时钟模块的时间信息，较好的是，发射机还设有本地补偿模块，本地补偿模块用于根据数据收发器的授时信息补偿本地时钟模块的时间信息；较好的是，发射机还设有信道选择模块，信道选择模块用于选择切换无线信道，优选的，当延时测量模块的延时测量结果超过预设延时阈值时，信道选择模块选择切换无线信道；较好的是，发射机还设有数据加密模块、数据冗余模块、本地补偿模块、延时测量模块、信道选择模块和延时补偿模块；数据加密模块用于进行数据加密；数据冗余模块用于进行数据冗余验证或数据冗余处理；本地补偿模块用于根据数据收发器的授时信息补偿本地时钟模块的时间信息；信道选择模块用于选择切换无线信道；延时测量模块用于对无线信号传输进行延时测量；延时补偿模块用于根据延时测量结果进行同步补偿。通过数据加密和冗余验证，能够实现数据的准确性，避免恶意黑客入侵，也避免了权利人的法律风险；而且提高了播放的准确性，增强了用户体验，能够帮助赢得客户。通过对无线信号传输进行延时测量，配合选择切换无线信道，能够保障数据传输的速度，从而保障正常播放。更进一步去配合根据数据收发器的授时信息补偿本地时钟模块的时间信息还有根据延时测量结果进行同步补偿，不仅使得数据传输有保障，还使得数据播放有保障，从两方面保证大规模的成千上万的大量节点共同播放一个视频，最终保证户外大规模显示或景观照明系统的准确显示效果；而且，通过信道选择模块实现无线信道自动切换解决公共频道之间的串扰问题，通过延时测量模块实现无线信号传输延时测量解决同步补偿问题，通过数据冗余模块实现无线数据冗余容错算法解决数据传输出错问题，通过数据加密模块实现无线数据加密算法解决数据保护问题，通过本地时钟模块实现无信号时本地精确时钟补充解决数据收发器数据中断问题，整体解决了无线信号传输过程中面临的干扰、传输延时、数据容错、数据加密等技术问题，就可以作为可靠的同步源，配合数据通讯模块、本地时钟模块和无线收发模块，结合卫星授时，将大区域切割成几个局部，则可以实现各区域之间的同步。

为了适应自动化控制，提高系统鲁棒性，并解决公共频段无线电信号存在多种设备占用同一频道的问题，较好的是，发射机设有测试模块，发射机和接收机在上电时采用默认预设参数包，发射机向同一子区域中的各接收机广播发送若干帧预设数据，并接收每个接收机的反馈数据包，测试模块用于反馈数据包中的错误率超过预设阈值时，则下调当前预设参数包中的参数进行再次测试，并在再次测试的反馈数据包中的错误率超过预设阈值时选取其他预设参数包作为默认预设参数包，依次类推。例如，上电后所有设备例如发射机或数据通讯模块、无线收发模块等，选用相同的收发频率、传输速率、编码方式等参数，发射机广播发送若干帧数据，然后点对点收集每个接收机的数据包错误率，若发现错误率超过一定阈值，则通知所有接收机，先降低传输速率、降低编码效率等，若此后错误率仍然超过阈值，则随机选择下一组具有频率、传输速率、编码方式等的参数，由此可以实现自动选取合适的多个参数组成的参数包，而且在参数不合适时自动调整，使得所用的参数包适应数据传输需求，降低数据包中的错误率，提高了系统的鲁棒性；测试模块的功能是经过改进的，与现有测试模块不同，它集成了匹配预设参数包的系统需求，在反馈数据包中的错误率超过预设阈值时就会一并调整当前的预设参数包，还会改用其它预设参数包来改善传输，保证了大规模的成千上万的大量节点的数据准确性，减少了人工干预，不需要现有测试模块反馈结果再要求人工干预，实现了操作的自动化，而对于大规模的户外显示或景观照明系统，这是非常有必要的。

为了防止卫星授时和移动数据授时可能发生的信号中断，优选的，无线收发模块还用于根据数据收发器的授时信息修正本地时钟模块的时间信息。较好的是，每次获得授时信息，则修正一次本地时钟模块的时间信息。较好的是，按先进先出的方式管理数据收发器的授时信息，并采用最近一次授时信息修正本地时钟模块的时间信息。由此可以实现在多区域同步时，考虑到卫星授时和移动数据授时可能会信号中断，此时发射机应该用本地的高精度时钟作为后续补偿，给接收机持续对时，以消除累计偏差。由于本地时钟模块例如有源晶振，它的精度偏差或者累计偏差是已知的，所以可以采用定时修正的方式来减少当前偏差，较好的是，所述区域无线授时装置还包括相连接的控制模块和判断模块，控制模块还连接无线收发模块，判断模块还连接本地时钟模块，判断模块用于判断本地时钟模块的时间信息的最近一次修正时间是否超过预设时间阈值，是则由控制模块控制无线收发模块采用数据收发器的授时信息无线传输给各接收机，并根据授时信息修正本地时钟模块的时间信息，否则由控制模块控制无线收发模块采用本地时钟模块的时间信息无线传输给各接收机。以10ppm精度的有源晶振为例，在1个小时内两台发射机的偏差可以控制在30～40ms内，本方案对卫星授时或移动授时的持续有效性精度可降低到1小时/次，由此可以减少卫星授时或移动授时的次数。优选的，发射机的工作频率为410到533Mhz。较好的是，发射机的工作频率为420到530Mhz。较好的是，发射机的工作频率为430到510Mhz。由此可以最终实现在410～533Mhz这个波段内，最优选择1个频率作为通讯信道。

优选的，M为自然数，例如1、2、3、4、5等等。优选的，M为大于一的自然数。多节点控制系统的区域可以理解为项目区域例如景观照明的项目区域，当一个发射机的无线收发模块的信号传输区域足以覆盖整个矩形的项目区域时，M为1，本实施例中可以省略数据收发器，只通过发射机的本地时钟模块对各接收机进行授时。优选的，M为大于等于二的自然数并且至少两个子区域具有相互重合的部分。当一个发射机的无线收发模块的信号传输区域不足以覆盖整个三角形的项目区域时，则需要多个发射机，也就是说，发射机和接收机之间走无线数据通讯，信号强度较卫星信号更高，可靠性更高，不依赖移动数据基站，可自行组网。对于小项目或者通讯范围极大的发射机，则发射机可以覆盖整个项目区域，此时甚至不需要卫星信号收发器或移动数据收发器部件，直接由发射机进行对时即可。优选的，数据收发器的数量为M个，每一子区域中，独立设有一数据收发器。也就是说，一种多节点控制系统的区域无线授时装置，其包括：M个数据收发器、M个发射机和分为M组的N个接收机；将多节点控制系统的区域设置为M个子区域，每一子区域中，设有一数据收发器、一发射机和一组接收机，并且发射机以无线传输方式连接各接收机；数据收发器用于获取授时信息，并传输给发射机；发射机设有数据通讯模块、本地时钟模块和无线收发模块，数据通讯模块分别连接数据收发器和无线收发模块，无线收发模块连接本地时钟模块并以无线传输方式连接各接收机，无线收发模块用于在数据收发器有信号时采用授时信息无线传输给各接收机，在数据收发器无信号时采用本地时钟模块的时间信息无线传输给各接收机。优选的，数据收发器的数量为一个，各个子区域共用一个数据收发器，因为数据收发器比较贵，所以在保证授时准确有效的前提下，能够少用一点数据收发器，不仅可以节约成本，还可以简化每个子区域的结构。

较好的是，M为大于等于三的自然数，多个发射机呈链式连接分布并首尾相连，每一发射机分别连接两个其它发射机并且该发射机的无线收发模块的信号传输区域与所连接的两个其它发射机的无线收发模块的信号传输区域部分重合，例如多个发射机整体形成一个环状。发射机还设有授时对准模块，授时对准模块用于将数据通讯模块收到的授时信息进行统一对准，也就是说，增加了一个对时的模块，确保不会由于不同的数据收发器获取得到不同的授时信息而导致播放出错；而且这样做还有一个额外的好处，可以只用一个数据收发器，大大节省了昂贵数据收发器的数量。

优选的，每个子区域中设有一数据收发器，可以设计M个数据收发器，也可以只采用一个数据收发器，数据收发器的作用就是授时，获取准确的授时信息。当子区域之间的距离较远，无线收发模块的传输范围也就是信号传输区域无法相互重合时，需要每一子区域单独配置一个独立的数据收发器，当子区域之间的距离较近，无线收发模块的信号传输区域能够做到两两相互重合时，可以所有子区域共用一个数据收发器。较好的是，数据收发器的数量，根据子区域中无线收发模块的信号传输区域重合性而设置，对于具有信号传输区域部分重合的子区域则只设置一个数据收发器并共用；对于没有信号传输区域部分重合的子区域则分别设置数据收发器。例如，三个子区域的无线收发模块的信号传输区域分别部分重合，或者，八个子区域的无线收发模块的信号传输区域分别部分重合；例如，四个子区域中，两个子区域的无线收发模块的信号传输区域部分重合，另外两个子区域的无线收发模块的信号传输区域部分重合，则多节点控制系统的区域无线授时装置只包括两个数据收发器，以此类推。这样做主要是为了降低应用成本，提高市场竞争力。

步骤S7中，第二节点接收视频文件，向第一节点发送视频文件传输应答。优选的，步骤S7中，视频文件传输应答包括丢包或错包；并且，第一节点重新通过网络地址翻译隧道将丢包或错包的视频文件数据包传输给第二节点。优选的，步骤S6和步骤S7采用非阻塞的方式并行进行。优选的，步骤S6中，第一节点的每个数据包内对数据进行校验和加密；步骤S7中，第二节点收到后每一个数据包后进行解密和数据校验，并反馈结果给第一节点。

如图3所示，本发明的一个实施例是，节点1发起传输请求，服务器收到请求后，分别将节点1和节点3的IP和端口映射信息告知彼此；由于节点1和节点3处于内网之中，本身不能互通，但服务器是具备公网IP的，节点1和节点3都可以直接找到服务器，此时节点1和节点3在服务器上映射的IP和端口信息只要告诉对方，就可以建立NAT隧道；节点1和节点3同时呼叫对方，当收到对方应答时，说明数据通路已成功建立；将文件A进行分包传输，每个数据包内对数据包进行CRC32校验和MD5加密，节点3收到后每一个数据包后进行解密和数据校验，并反馈结果给节点1；图示中的步骤6和步骤7采用非阻塞的方式并行进行，允许传输过程出现丢包或错包，节点1在收到应答后自动进行重试补发；数据报文全采用UDP方式，收到节点应答的传输结束信号，流程结束；整个流程服务器只有在建立连接时需要参与，文件传输过程服务器无需参与；如有多个节点同时进行互相并不影响，也不挤占服务器带宽和存储资源。本实施例中，节点1作为第一节点，节点3作为第二节点。

类似的，如图4所示，本发明的一个实施例是，节点2发起传输请求，服务器收到请求后，分别将节点2和节点4的IP和端口映射信息告知彼此；由于节点2和节点4处于内网之中，本身不能互通，但服务器是具备公网IP的，节点2和节点4都可以直接找到服务器，此时节点2和节点4在服务器上映射的IP和端口信息只要告诉对方，就可以建立NAT隧道；节点2和节点4同时呼叫对方，当收到对方应答时，说明数据通路已成功建立；将文件B进行分包传输，每个数据包内对数据包进行CRC42校验和MD5加密，节点4收到后每一个数据包后进行解密和数据校验，并反馈结果给节点2；图示中的步骤6和步骤7采用非阻塞的方式并行进行，允许传输过程出现丢包或错包，节点2在收到应答后自动进行重试补发。本实施例中，节点2作为第一节点，节点4作为第二节点。

优选的，一种景观照明系统，采用任一实施例中所述文件传输方法实现。优选的，所述景观照明系统包括多个LED显示箱体、LED显示模块、LED灯条等。优选的，所述景观照明系统还包括：节点设置模块，用于为景观照明系统设置至少二节点；连接模块，用于将各节点分别连接服务器；请求模块，用于由各节点中的第一节点向服务器发起向第二节点的传输请求；发送模块，用于通过服务器将第一节点的IP地址和端口映射信息发送给第二节点，并将第二节点的IP地址和端口映射信息发送给第一节点；建立模块，用于为第一节点和第二节点建立网络地址翻译隧道，第一节点和第二节点分别呼叫对方，确定收到应答时则网络地址翻译隧道成功建立；传输模块，用于由第一节点通过网络地址翻译隧道将视频文件传输给第二节点；接收模块，用于由第二节点接收视频文件，向第一节点发送视频文件传输应答。优选的，所述景观照明系统还包括：数据加密模块，用于进行数据加密；数据校验模块，用于进行数据校验；内网穿透模块，用于进行内网穿透即建立网络地址翻译隧道；IP复用模块，用于进行IP复用；多链路复用模块，用于进行多链路复用；断点续传模块，用于进行文件的断点续传。较好的是，所述景观照明系统还包括所述区域无线授时装置，用于提供准确的授时。采用上述方案，本发明通过设计多个节点，节点间只通过服务器做地址等信息管理，节点间的文件传输不通过服务器中转，能够在景观照明系统的文件传输中，不会用到IPv4资源以避免浪费，而且节点间文件互传，保证了文件传输效率，由于不通过服务器，所以还提升了文件传输安全性能，具有很高的市场应用价值。

进一步地，本发明的实施例还包括，上述各实施例的各技术特征，相互组合形成的景观照明系统及其文件传输方法。

需要说明的是，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施例，均视为本发明说明书记载的范围；并且，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种景观照明系统的文件传输方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，为景观照明系统设置至少二节点；其中，按照无线传输范围将景观照明系统的区域设置为至少二个子区域，每一子区域匹配一节点，每一节点匹配一无线传输范围；子区域的数量为M，M的数值根据无线收发模块的覆盖范围设置，M个无线收发模块组合后能够覆盖全区域；

S2，各节点分别连接服务器；

S3，各节点中的第一节点向服务器发起向第二节点的传输请求；

S4，服务器将第一节点的IP地址和端口映射信息发送给第二节点，并将第二节点的IP地址和端口映射信息发送给第一节点；

S5，为第一节点和第二节点建立网络地址翻译隧道，第一节点和第二节点分别呼叫对方，确定收到应答时则网络地址翻译隧道成功建立；

S6，第一节点通过网络地址翻译隧道将视频文件传输给第二节点；其中，第一节点通过网络地址翻译隧道将视频文件传输给第二节点时，或者第一节点通过网络地址翻译隧道将视频文件传输给第二节点之前，还采用区域无线授时装置实现各节点的对时，以使第一节点和第二节点的时间一致；其中，区域无线授时装置包括：数据收发器、M个发射机和分为M组的N个接收机；数据收发器的数量，根据子区域中发射机的无线收发模块的信号传输区域重合性而设置，对于具有信号传输区域部分重合的子区域则只设置一个数据收发器并共用；对于没有信号传输区域部分重合的子区域则分别设置数据收发器；

S7，第二节点接收视频文件，向第一节点发送视频文件传输应答。

2.根据权利要求1所述文件传输方法，其特征在于，步骤S6中，第一节点通过网络地址翻译隧道将视频文件分包传输给第二节点。

3.根据权利要求2所述文件传输方法，其特征在于，步骤S6中，第一节点的每个数据包内对数据进行校验和加密；步骤S7中，第二节点收到后每一个数据包后进行解密和数据校验，并反馈结果给第一节点；

并且，发射机设有数据通讯模块、本地时钟模块和无线收发模块，数据通讯模块分别连接数据收发器和无线收发模块，无线收发模块连接本地时钟模块并以无线传输方式连接各接收机，无线收发模块用于在数据收发器有信号时采用授时信息无线传输给各接收机，在数据收发器无信号时采用本地时钟模块的时间信息无线传输给各接收机；

发射机还设有延时测量模块，延时测量模块用于对无线信号传输进行延时测量，无线收发模块在以无线传输方式向各接收机发送显示数据和授时信息，对于显示数据的每一帧数据都加上时间戳，无线收发模块还用于接收各接收机返回的带有时间戳的应答，延时测量模块用于根据显示数据及其应答，测量无线信号传输的延时状况；

发射机还设有延时补偿模块，延时补偿模块用于根据延时测量结果进行同步补偿；

发射机还设有本地补偿模块，本地补偿模块用于根据数据收发器的授时信息补偿本地时钟模块的时间信息；

发射机还设有信道选择模块，当延时测量模块的延时测量结果超过预设延时阈值时，信道选择模块选择切换无线信道。

4.根据权利要求3所述文件传输方法，其特征在于，步骤S7中，视频文件传输应答包括丢包或错包；并且，第一节点重新通过网络地址翻译隧道将丢包或错包的视频文件数据包传输给第二节点。

5.根据权利要求4所述文件传输方法，其特征在于，步骤S6中，第一节点的每个数据包内对数据进行CRC32校验和MD5加密。

6.根据权利要求1至5任一项中所述文件传输方法，其特征在于，步骤S6和步骤S7采用非阻塞的方式并行进行。

7.根据权利要求1至5任一项中所述文件传输方法，其特征在于，步骤S6中，视频文件的数据报文按用户数据报协议进行传输。

8.根据权利要求1至5任一项中所述文件传输方法，其特征在于，步骤S5中，第一节点和第二节点建立对称式网络地址翻译隧道。

9.一种景观照明系统，其特征在于，采用权利要求1至8任一项中所述文件传输方法实现，所述景观照明系统包括：节点设置模块，用于为景观照明系统设置至少二节点；其中，按照无线传输范围将景观照明系统的区域设置为至少二个子区域，每一子区域匹配一节点，每一节点匹配一无线传输范围；子区域的数量为M，M的数值根据无线收发模块的覆盖范围设置，M个无线收发模块组合后能够覆盖全区域；连接模块，用于将各节点分别连接服务器；请求模块，用于由各节点中的第一节点向服务器发起向第二节点的传输请求；发送模块，用于通过服务器将第一节点的IP地址和端口映射信息发送给第二节点，并将第二节点的IP地址和端口映射信息发送给第一节点；建立模块，用于为第一节点和第二节点建立网络地址翻译隧道，第一节点和第二节点分别呼叫对方，确定收到应答时则网络地址翻译隧道成功建立；传输模块，用于由第一节点通过网络地址翻译隧道将视频文件传输给第二节点；接收模块，用于由第二节点接收视频文件，向第一节点发送视频文件传输应答；数据加密模块，用于进行数据加密；数据校验模块，用于进行数据校验；内网穿透模块，用于进行内网穿透即建立网络地址翻译隧道；IP复用模块，用于进行IP复用；多链路复用模块，用于进行多链路复用；断点续传模块，用于进行文件的断点续传；区域无线授时装置，用于提供准确的授时；

其中，区域无线授时装置包括：数据收发器、M个发射机和分为M组的N个接收机；数据收发器的数量，根据子区域中发射机的无线收发模块的信号传输区域重合性而设置，对于具有信号传输区域部分重合的子区域则只设置一个数据收发器并共用；对于没有信号传输区域部分重合的子区域则分别设置数据收发器；

并且，发射机设有数据通讯模块、本地时钟模块和无线收发模块，数据通讯模块分别连接数据收发器和无线收发模块，无线收发模块连接本地时钟模块并以无线传输方式连接各接收机，无线收发模块用于在数据收发器有信号时采用授时信息无线传输给各接收机，在数据收发器无信号时采用本地时钟模块的时间信息无线传输给各接收机；

发射机还设有延时测量模块，延时测量模块用于对无线信号传输进行延时测量，无线收发模块在以无线传输方式向各接收机发送显示数据和授时信息，对于显示数据的每一帧数据都加上时间戳，无线收发模块还用于接收各接收机返回的带有时间戳的应答，延时测量模块用于根据显示数据及其应答，测量无线信号传输的延时状况；

发射机还设有延时补偿模块，延时补偿模块用于根据延时测量结果进行同步补偿；

发射机还设有本地补偿模块，本地补偿模块用于根据数据收发器的授时信息补偿本地时钟模块的时间信息；

发射机还设有信道选择模块，当延时测量模块的延时测量结果超过预设延时阈值时，信道选择模块选择切换无线信道。