CN113630463A - 一种基于kubeedge的智慧教室录播终端设备管理系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于kubeedge的智慧教室录播终端设备管理系统及系统,它包括云端数据中心和录播终端;所述云端数据中心用于实现kubernates管理开发应用、与所述录播终端通讯、发送应用管理指令;所述录播终端用于实现节点的管理、接收所述云端数据中心发送的指令并执行管理指令、任务及状态,回传到所述云端数据中心。本发明的优点在于:增强与教学系统交互协同能力,本发明的录播终端管理能接入设备多,完成教学系统交互数据复杂。受网络影响影响小,本发明的录播终端部署近教室端,通过边缘计算完成大量控制、操作设备等任务,仅通过websocket及API接口方式完成少量与教学系统的数据交互,能更好的保证交互质量。

Description

一种基于kubeedge的智慧教室录播终端设备管理系统及方法
技术领域
本发明涉及智慧教育技术领域,尤其涉及一种基于kubeedge的智慧教室录播终端设备管理系统及方法。
背景技术
在智慧教育教学过程中教室教学依然是重点关注对象,其中智慧教室的建设尤为重要;在智慧教室的建设沟槽中,存在摄像头、话筒、电脑、录播编码器、摄像仪等多种设备管理协同工作的问题;现有的录播教室解决方案存在的问题有:与教学系统协同能力不足,现有录播终端控制接入设备少,与教学系统交付数据复杂,无法与教学过程协同;受网络影响比较严重,现有的录播主机只能通过API接口方式完成控制设备、获取视频及数据,导致网络不稳定容易影响教学系统和录播终端设备之间的数据交互,造成数据不一致的情况;现有录播终端设备扩展性差,需要每个主机逐个升级,变更软件升级维护困难。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点,提供了一种基于kubeedge的智慧教室录播终端设备管理系统及方法,解决了现有录播教室解决方案存在的问题。
本发明的目的通过以下技术方案来实现:一种基于kubeedge的智慧教室录播终端设备管理系统,它包括云端数据中心和录播终端;所述云端数据中心用于实现kubernates管理开发应用、与所述录播终端通讯、发送应用管理指令;所述录播终端用于实现节点的管理、接收所述云端数据中心发送的指令并执行管理指令、任务及状态,回传到所述云端数据中心。
所述云端数据中心包括cloudcore模块和kubernates集群;所述cloudcore模块通过websocket通讯与所述录播终端进行数据交互,并通过API接口与所述kubernates集群通讯实现消息同步;所述kubernates集群通过websocket通讯向所述录播终端传递数据信息,以及接收录播终端回传的任务及状态信息。
所述kubernates集群包括socketIO单元和教学系统单元;所述教学系统单元发送指令到所述socketIO单元,以及接收录播终端回传的任务及状态信息;所述socketIO单元接收所述cloudcore模块发送的同步信息,以及通过websocket通讯想所述录播终端传递数据信息。
所述录播终端包括edgecore模块、esrs模块、esync模块和ecenter模块;所述edgecore模块通过websocket通讯接收所述cloudcore模块发送的管理节点、容器及编排配置变化信息,实现消息同步更新,并将主机状态、容器状态和日志回传给cloudcore模块;所述esrs模块用于实现多媒体适配的流处理和视频录制;所述esync模块用于接收所述socketIO单元的webocket消息,并将管理指令存入消息接收队列中;所述ecenter模块用于实现智慧教室端的多种设备的配置、控制和监测功能的接口封装、逻辑处理及型号适配。
一种基于kubeedge的智慧教室录播终端设备管理系统的方法,所述方法包括:
cloudcore实时与kubernetes集群进行通讯实现消息同步,并与录播终端部署的edgecore进行通讯实现终端服务状态的同步;
对录播终端的多种类型的管理指令进行定义,并根据教学系统发送的指令进行控制,最终完成多个录播终端部署以及变更。
所述cloudcore实时与kubernetes集群进行通讯实现消息同步,并与录播终端部署的edgecore进行通讯实现终端服务状态的同步包括:
cloudcore监听kubernetes集群https api管理节点、容器及编排配置变化,通过websocket将变化信息通知给edgecore,edgecore负责根据通知更新容器变化;
edgecore将主机状态、容器状态、日志进行本地保存,并通过websocket推送给cloudcore,cloudcore通过https api将这些信息同步kubernetes集群,达到kubernetes集群控制、监控、离线模式的边缘节点的管理。
所述根据教学系统发送的指令进行控制包括:
esync接收教学系统发送socketIO消息指令存入到消息接收队列,并判断队列是否为空;
如果队列为空,则继续等待消息,如果队列不为空,则读取指令并执行;
判断执行的任务类型是脚本还是http调用,如果是脚本就直接执行脚本,如果是http调用就执行对应的http调用;
完成http调用后判断是否需要回调,如果需要,则完成回调接口并结束。
所述完成多个录播终端部署以及变更包括:ecenter对智慧教室端的多种设备进行配置、控制和监测功能的接口封装、逻辑处理及型号适配,esrs进行多媒体适配的流处理和视频录制。
本发明具有以下优点:一种基于kubeedge的智慧教室录播终端设备管理系统及方法,增强与教学系统交互协同能力,本发明的录播终端管理能接入设备多,完成教学系统交互数据复杂。受网络影响影响小,本发明的录播终端部署近教室端,通过边缘计算完成大量控制、操作设备等任务,仅通过websocket及API接口方式完成少量与教学系统的数据交互,能更好的保证交互质量。本发明的录播终端设备的交互方式更容易扩展,变更软件升级维护简单,只需要云端变更配置即可完成。
附图说明
图1为本发明系统的结构示意图;
图2为本发明录播终端控制流程示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此,以下结合附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的保护范围,而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本发明做进一步的描述。
如图1所示,本发明针对于智慧教室kubeedge提供录播设备底层管理、监控、软件变更等功能;录播终端设备通过websocket监听教学系统下发的指令来操作协同多种教学设备,有效避免网络不稳定对系统的影响。
本发明的一种实时方式为一种基于基于kubeedge的智慧教室录播终端设备管理系统,它包括云端数据中心和录播终端;所述云端数据中心用于实现kubernates管理开发应用、与所述录播终端通讯、发送应用管理指令;所述录播终端用于实现节点的管理、接收所述云端数据中心发送的指令并执行管理指令、任务及状态,回传到所述云端数据中心。
由于通过websocket通讯,录播终端作为边缘计算设备部署在智慧教室并靠近多种管控设备,实现更多计算、控制功能。基于以上云端及边缘基础功能实现云录播主机摄像头及编码器扫描、控制、视频流处理、状态检查等功能。
所述云端数据中心包括cloudcore模块和kubernates集群;所述cloudcore模块通过websocket通讯与所述录播终端进行数据交互,并通过API接口与所述kubernates集群通讯实现消息同步;所述kubernates集群通过websocket通讯向所述录播终端传递数据信息,以及接收录播终端回传的任务及状态信息。
所述kubernates集群包括socketIO单元和教学系统单元;所述教学系统单元发送指令到所述socketIO单元,以及接收录播终端回传的任务及状态信息;所述socketIO单元接收所述cloudcore模块发送的同步信息,以及通过websocket通讯想所述录播终端传递数据信息。
所述录播终端包括edgecore模块、esrs模块、esync模块和ecenter模块;所述edgecore模块通过websocket通讯接收所述cloudcore模块发送的管理节点、容器及编排配置变化信息,实现消息同步更新,并将主机状态、容器状态和日志回传给cloudcore模块;所述esrs模块用于实现多媒体适配的流处理和视频录制;所述esync模块用于接收所述socketIO单元的webocket消息,并将管理指令存入消息接收队列中;所述ecenter模块用于实现智慧教室端的多种设备的配置、控制和监测功能的接口封装、逻辑处理及型号适配。
本发明的又一实施例涉及一种基于kubeedge的智慧教室录播终端设备管理系统的方法,所述方法包括:
容器应用编排工具kubernetes集群负责云端应用的管理,其中包括教学系统及socketIO消息通讯;并且其中kubeedge的cloudcore实时与kubernetes集群进行通讯实现消息同步,并与录播终端部署的edgecore进行通讯实现终端服务状态的同步;
具体为,kubeedge的cloudcore监听kubernetes集群https api管理节点、容器及编排配置变化,通过websocket将变化信息通知给edgecore,edgecore负责根据通知更新容器变化;
edgecore将主机状态、容器状态、日志进行本地保存,并通过websocket推送给cloudcore,cloudcore通过https api将这些信息同步kubernetes集群,达到kubernetes集群控制、监控、离线模式的边缘节点的管理。
对录播终端的多种类型的管理指令进行定义,并根据教学系统发送的指令进行控制,最终完成多个录播终端部署以及变更。
其中,指令定义如下表所示:
指令类型(type) 指令说明 指令其他参数
http_get GET请求 url、callback
http_post POST请求 url、data、callback
http_put PUT请求 url、data、callback
http_delete DELETE请求 url、callback
script 执行脚本 file、args
指令说明:url是http操作的连接,callback是回传数据url,file是脚本文件路径,args为执行参数。
如图2所示,所述根据教学系统发送的指令进行控制包括:
esync接收教学系统发送socketIO消息指令存入到消息接收队列,并判断队列是否为空;
如果队列为空,则继续等待消息,如果队列不为空,则读取指令并执行;
判断执行的任务类型是脚本还是http调用,如果是脚本就直接执行脚本,如果是http调用就执行对应的http调用;
完成http调用后判断是否需要回调,如果需要,则完成回调接口并结束。
进一步地,所述完成多个录播终端部署以及变更包括:ecenter对智慧教室端的多种设备进行配置、控制和监测功能的接口封装、逻辑处理及型号适配,esrs进行多媒体适配的流处理和视频录制。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式,不应看作是对其他实施例的排除,而可用于各种其他组合、修改和环境,并能够在本文所述构想范围内,通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围,则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种基于kubeedge的智慧教室录播终端设备管理系统,其特征在于:它包括云端数据中心和录播终端;所述云端数据中心用于实现kubernates管理开发应用、与所述录播终端通讯、发送应用管理指令;所述录播终端用于实现节点的管理、接收所述云端数据中心发送的指令并执行管理指令、任务及状态,回传到所述云端数据中心。
2.根据权利要求1所述的一种基于kubeedge的智慧教室录播终端设备管理系统,其特征在于:所述云端数据中心包括cloudcore模块和kubernates集群;所述cloudcore模块通过websocket通讯与所述录播终端进行数据交互,并通过API接口与所述kubernates集群通讯实现消息同步;所述kubernates集群通过websocket通讯向所述录播终端传递数据信息,以及接收录播终端回传的任务及状态信息。
3.根据权利要求2所述的一种基于kubeedge的智慧教室录播终端设备管理系统,其特征在于:所述kubernates集群包括socketIO单元和教学系统单元;所述教学系统单元发送指令到所述socketIO单元,以及接收录播终端回传的任务及状态信息;所述socketIO单元接收所述cloudcore模块发送的同步信息,以及通过websocket通讯想所述录播终端传递数据信息。
4.根据权利要求3所述的一种基于kubeedge的智慧教室录播终端设备管理系统,其特征在于:所述录播终端包括edgecore模块、esrs模块、esync模块和ecenter模块;所述edgecore模块通过websocket通讯接收所述cloudcore模块发送的管理节点、容器及编排配置变化信息,实现消息同步更新,并将主机状态、容器状态和日志回传给cloudcore模块;所述esrs模块用于实现多媒体适配的流处理和视频录制;所述esync模块用于接收所述socketIO单元的webocket消息,并将管理指令存入消息接收队列中;所述ecenter模块用于实现智慧教室端的多种设备的配置、控制和监测功能的接口封装、逻辑处理及型号适配。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的一种基于kubeedge的智慧教室录播终端设备管理系统的方法,其特征在于:所述方法包括:
cloudcore实时与kubernetes集群进行通讯实现消息同步,并与录播终端部署的edgecore进行通讯实现终端服务状态的同步;
对录播终端的多种类型的管理指令进行定义,并根据教学系统发送的指令进行控制,最终完成多个录播终端部署以及变更。
6.根据权利要求5所述的一种基于kubeedge的智慧教室录播终端设备管理系统的方法,其特征在于:所述cloudcore实时与kubernetes集群进行通讯实现消息同步,并与录播终端部署的edgecore进行通讯实现终端服务状态的同步包括:
cloudcore监听kubernetes集群https api管理节点、容器及编排配置变化,通过websocket将变化信息通知给edgecore,edgecore负责根据通知更新容器变化;
edgecore将主机状态、容器状态、日志进行本地保存,并通过websocket推送给cloudcore,cloudcore通过https api将这些信息同步kubernetes集群,达到kubernetes集群控制、监控、离线模式的边缘节点的管理。
7.根据权利要求5所述的一种基于kubeedge的智慧教室录播终端设备管理系统的方法,其特征在于:所述根据教学系统发送的指令进行控制包括:
esync接收教学系统发送socketIO消息指令存入到消息接收队列,并判断队列是否为空;
如果队列为空,则继续等待消息,如果队列不为空,则读取指令并执行;
判断执行的任务类型是脚本还是http调用,如果是脚本就直接执行脚本,如果是http调用就执行对应的http调用;
完成http调用后判断是否需要回调,如果需要,则完成回调接口并结束。
8.根据权利要求5所述的一种基于kubeedge的智慧教室录播终端设备管理系统的方法,其特征在于:所述完成多个录播终端部署以及变更包括:ecenter对智慧教室端的多种设备进行配置、控制和监测功能的接口封装、逻辑处理及型号适配,esrs进行多媒体适配的流处理和视频录制。
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