CN114845124A - 基于WebSocket同步控制的机顶盒直播方法 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示了一种基于WebSocket同步控制的机顶盒直播方法，该方法包括以下步骤：搭建系统架构并建立信号连接关系、用户登录、分配资源、视频同步控制和视频播放。本发明的方法可以实现快速稳定的视频同步控制，客户端和服务器之间的数据交换变得更加简单，也节省开发成本。

Description

基于WebSocket同步控制的机顶盒直播方法
技术领域
本发明的实施例涉及一种通信技术，具体而言，涉及一种基于WebSocket同步控制的机顶盒直播方法。
背景技术
随着技术的发展，目前各类互联网直播业务风起云涌，用户在家就可以开启一个直播间，相当于直播频道，直播视频给关注的用户观看，观看的终端包括手机和电脑等。广电行业具有直播和点播业务，广电传统的新增直播频道，需要充分审核后在数字电视前端根据频点或端口情况分配频点或端口、添加配置频道信息表、接入信源，机顶盒客户端搜索EPG后收看，存在配置繁琐、频谱长期占用、上线准备时间长、用户无法自主开启直播等问题。
目前，双向交互机顶盒内部都集成了浏览器。HTTP协议中请求都是客户端发起的、服务端响应，服务端无法主动向客户端推送消息。对应服务器要推送消息给客户端，传统的解决方法是轮询、长轮询等。轮询方法简单但是服务端要处理大量的无效请求，在高并发的情况下会影响服务端运行效率，同时极大浪费资源。长轮询是服务器有最新数据才立即响应客户端的请求，否则持有这个请求而不返回数据，但是连接超时的时候连接不能一直持续，需要双方定时连接和关闭连接，增加工作量。
Websocket是一种在单个TCP连接上进行全双工通信的协议，该协议被IETF定为标准RFC 6455，Websocket的API也被W3C定为标准，Websocket使得客户端和服务器之间的数据交换变得更加简单，允许服务端主动向客户端推送数据，在WebSocket协议中，浏览器和服务器只需要完成一次握手，两者就可以直接创建持久性的连接，进行双向数据通信。Websocket遵循国际标准，在不同平台上都有标准实现方式，在不同客户端平台支持良好，开发方便快速，对服务器端的硬件要求比单独使用长轮询方式的要求低。
如果将Websocket技术应用到视频同步上，则可以有效解决现有视频同步控制技术中的一些缺陷，并可以建立一个可用在机顶盒上的直播讲堂系统。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中的上述缺陷，提供一种基于WebSocket同步控制的机顶盒直播的方法，用于建立方便客户端实现和集成并且拥有较低服务器端资源开销的直播功能。
为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：一种基于WebSocket同步控制的机顶盒直播的方法，包括如下步骤：第一步，搭建系统架构并建立信号连接关系，系统架构包括：摄像头、视频服务器、IPQAM设备、业务服务器、同步服务器、双向交互机顶盒、数据库服务器、认证服务器和短信网关平台；信号连接关系包括：摄像头、视频服务器、IPQAM设备和双向交互机顶盒单向信号连接，业务服务器分别与视频服务器、同步服务器、数据库服务器、认证服务器、双向交互机顶盒双向信号连接，同步服务器还与交互机顶盒双向信号连接，认证服务器还与短信网关平台双向信号连接；第二步，在机顶盒页面用户登录，包括主讲用户登录并短信认证，以及参与用户登录并认证；主讲用户选中并进入直播间，开始直播，业务服务器分配点播资源并发送播放参数给主讲用户的双向交互机顶盒，并通知视频服务器推送视频流；参与用户选中并进入直播间，如直播已经开始，参与用户的双向交互机顶盒则从业务服务器处获取播放链接和参数；如直播未开始，参与用户的双向交互机顶盒则等待同步服务器的通知；如中途断流和重新开始连接播放，双向交互机顶盒则接收同步服务器的通知，然后访问业务服务器获取播放链接和参数；第四步，视频同步控制，包括：主讲用户的双向交互机顶盒和参与用户的双向交互机顶盒在进入到播放页面后，同时基于WebSocket连接到同步服务器，进行双向信令交互，同步服务器对同一个直播间内的双向交互机顶盒统一交互通知，通知包括开始、结束、加入、退出、断流和重新播放；第五步，视频播放，包括：主讲用户的双向交互机顶盒和参与用户的双向交互机顶盒分别与业务服务器进行交互，根据播放信令获取频率和节目ID后进行锁频和表解析，获取视音频参数播放。
本发明还提供如下附属技术方案：
所述第二步中的“主讲用户登录并认证”包括：主讲用户通过双向交互机顶盒输入手机号码，业务服务器访问并查询数据库服务器中是否存在该手机号码，如是，则通知认证服务器认证，认证服务器生成随机认证码并通过短信网关平台发送短信到该手机号码上，主讲用户输入短信验证码进行验证，成功则登录，失败则无法进入下一步。
所述第二步中的“参与用户登录并认证”包括：参与用户通过双向交互机顶盒输入手机号码，业务服务器访问并查询数据库服务器中是否存在该手机号码，如是，则自动登录成功，如否，则无法进行下一步。
所述第三步中的“业务服务器分配点播资源”的策略为：业务服务器根据主讲用户选择的房间ID、资源ID和区域码信息，并结合IPQAM设备资源调度查询空闲的IPQAM端口，选择第一个空闲端口为推流端口，通知视频服务器往此IPQAM端口推流。
所述第四步中的“同步服务器对同一个直播间内的双向交互机顶盒统一交互通知”的策略为：主讲用户向同步服务器发送开始、结束的通知，同步服务器再广播给同一个直播间内所有参与用户；参与用户向同步服务器发送加入、退出的通知，同步服务器进行登记和统计；同步服务器从业务服务器中获取断流、重新播放的通知，并广播给同一个直播间内所有主讲用户和参与用户。
相比于现有技术，本发明的方法的优势在于：节省开发成本，可以实现快速稳定的视频同步控制，客户端和服务器之间的数据交换变得更加简单，也实现多个机顶盒在一个直播间内的直播和观看，主讲用户控制直播的开始和结束，做到主讲用户和参与用户的同步开始、同步结束、断流通知和直播自动恢复等功能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本发明的一些实施例，并非对本发明的限制。
图1是基于WebSocket同步控制的机顶盒直播系统的架构图。
图2是用户登录流程图。
图3是视频同步控制序列图。
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技术方案作进一步非限制性的详细描述。
本实施例还提供一种基于WebSocket同步控制的机顶盒直播的方法，包括如下步骤：
第一步，搭建系统架构并建立信号连接关系：
系统架构采用B2C结构，其包括：摄像头1、视频服务器2、IPQAM设备3、业务服务器4、同步服务器5、双向交互机顶盒6、数据库服务器7、认证服务器8和短信网关平台9。
本实施例的系统的使用者为主讲用户和参与用户。主讲用户使用到的设备有：摄像头和双向交互机顶盒，参与用户使用到的设备有：双向交互机顶盒，其中，摄像头是视频源提供设备，拍摄并把视频推流给视频服务器，双向交互机顶盒是用户接收和发送数据的终端设备。
本实施例的系统的信号连接关系为：
摄像头与视频服务器单向信号连接，传输的数据为视频流，包括正常视频流和异常视频流。
视频服务器用于对视频流进行接收、数据处理和转发，识别视频流是否断流、是正常视频流还是异常视频流。
视频服务器、IPQAM设备和双向交互机顶盒依次单向信号连接，传输的数据为正常视频流。
业务服务器分别与视频服务器和双向交互机顶盒双向信号连接，用于向双向交互机顶盒提供用户界面。双向交互机顶盒访问业务服务器，获取播放链接和相关参数，锁频等待视频流，业务服务器根据双向交互机顶盒对应的用户数据和机顶盒所在区域的IPQAM设备的资源调度情况分配点播资源信息给视频服务器，视频服务器据此推流到机顶盒所在区域的IPQAM设备。因此，业务服务器向视频服务器发送的数据为用户数据和点播资源信息；如果视频服务器识别到视频流是断流或者是异常视频流，则视频服务器向业务服务器发送的数据为视频流异常指令。
业务服务器、同步服务器、双向交互机顶盒依次双向信号连接，业务服务器向同步服务器发送的数据为用户数据、视频流异常指令和播放链接，同步服务器基于WebSocket协议与双向交互机顶盒双向信号连接，使得同一个直播间内的多个双向交互机顶盒同时获得开始播放、结束播放、断流通知及恢复播放等通知指令，同步服务器向双向交互机顶盒发送的数据为播放链接和通知指令，机顶盒向同步服务器发送播放状态信息。双向交互机顶盒访问业务服务器，获取播放链接和相关参数，并锁频等待视频流；机顶盒打开播放页面即基于WebSocket协议与同步服务器通信，发布或获得通知。
数据库服务器与业务服务器双向信号连接，用于存储用户数据和绑定关系，用户数据包括直播房间、码流资源、机顶盒号、主讲用户及其手机号码。
认证服务器分别与业务服务器和短信网关平台双向信号连接，向短信网关平台发送主讲用户验证码，向业务服务器发送鉴权结果；短信网关平台用于发送验证码给主讲用户的手机。
第二步，用户登录，包括主讲用户登录并认证，以及参与用户登录并认证。其中，
“主讲用户登录并认证”包括：主讲用户通过双向交互机顶盒输入手机号码，业务服务器访问并查询数据库服务器中是否存在该手机号码，如否，则提示，如是，则通知认证服务器认证，认证服务器生成随机认证码并通过短信网关平台发送短信到该手机号码上，主讲用户输入短信验证码进行验证，成功则登录，失败则提示。
“参与用户登录并认证”包括：参与用户在机顶盒页面上选择已参与用户身份进入直播间，业务服务器查询数据库判断该机顶盒号是否已加入该直播间，如是，则自动登录成功，如否，则提示。
第三步，分配资源，包括：
主讲用户选中并进入直播间，业务服务器分配点播资源给主讲用户的双向交互机顶盒，并通知视频服务器推送，分配的策略为：业务服务器根据主讲用户选择的房间ID、资源ID和区域码信息，并结合IPQAM设备资源调度查询空闲的IPQAM端口，选择第一个空闲端口为推流端口，通知视频服务器往此IPQAM端口推流。
参与用户选中并进入直播间，如直播已经开始，参与用户的双向交互机顶盒则从业务服务器处获取播放链接和参数；如直播未开始，参与用户的双向交互机顶盒则等待同步服务器的通知；如中途断流和重新开始连接播放，参与用户的双向交互机顶盒则接收同步服务器的通知，然后访问业务服务器获取播放链接和参数。
第四步，视频同步控制，包括：主讲用户的双向交互机顶盒和参与用户的双向交互机顶盒在选择播放并进入到播放页面后，同时基于WebSocket连接到同步服务器，进行双向信令交互，同步服务器对同一个直播间内的双向交互机顶盒统一交互通知，通知包括开始、结束、加入、退出、断流和重新播放；交互的策略为：主讲用户向同步服务器发送开始、结束的通知，同步服务器再广播给同一个直播间内所有参与用户；参与用户向同步服务器发送加入、退出的通知，同步服务器进行登记和统计；同步服务器从业务服务器中获取断流、重新播放的通知，并广播给同一个直播间内所有主讲用户和参与用户。
双向交互机顶盒的浏览器软件集成WebSocket协议，可用于与同步服务器通信，获取同步服务器的通知。主讲用户登录成功，并选择房间和资源后，开启直播，业务服务器分配IPQAM资源，以及通知视频服务器推流、通知同步服务器给同一房间已经登录的参与用户发通知消息，主讲用户控制直播的开始和结束，做到主讲用户和参与用户的同步开始、同步结束、断流通知和直播自动恢复等功能。实现多个机顶盒在一个直播间内的直播和观看直播功能。
第五步，视频播放，包括：主讲用户的双向交互机顶盒和参与用户的双向交互机顶盒分别与业务服务器进行交互，根据播放信令获取频率和节目ID后进行锁频和表解析，获取参数播放视频。
需要指出的是，上述较佳实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于WebSocket同步控制的机顶盒直播的方法，其特征在于其包括如下步骤：
第一步，搭建系统架构并建立信号连接关系，系统架构包括：摄像头、视频服务器、IPQAM设备、业务服务器、同步服务器、双向交互机顶盒、数据库服务器、认证服务器和短信网关平台；信号连接关系包括：摄像头、视频服务器、IPQAM设备和双向交互机顶盒单向信号连接，业务服务器分别与视频服务器、同步服务器、数据库服务器、认证服务器、双向交互机顶盒双向信号连接，同步服务器还与交互机顶盒双向信号连接，认证服务器还与短信网关平台双向信号连接；
第二步，用户登录，包括主讲用户登录并认证，以及参与用户登录并认证；
第三步，分配资源，包括：
主讲用户选中并进入直播间，开始直播，业务服务器分配点播资源并发送播放参数给主讲用户的双向交互机顶盒，并通知视频服务器推送；
参与用户选中并进入直播间，如直播已经开始，参与用户的双向交互机顶盒则从业务服务器处获取播放链接和参数；如直播未开始，参与用户的双向交互机顶盒则等待同步服务器的通知；如中途断流和重新开始连接播放，参与用户的双向交互机顶盒则接收同步服务器的通知，然后访问业务服务器获取播放链接和参数；
第四步，视频同步控制，包括：主讲用户的双向交互机顶盒和参与用户的双向交互机顶盒在进入到播放页面后，同时基于WebSocket连接到同步服务器，进行双向信令交互，同步服务器对同一个直播间内的双向交互机顶盒统一交互通知，通知包括开始、结束、加入、退出、断流和重新播放；
第五步，视频播放，包括：主讲用户的双向交互机顶盒和参与用户的双向交互机顶盒分别与业务服务器进行交互，根据播放信令获取频率和节目ID后进行锁频和表解析，获取视音频参数播放。
2.根据权利要求1所述的基于WebSocket同步控制的机顶盒直播的方法，其特征在于：所述第二步中的“主讲用户登录并认证”包括：主讲用户通过双向交互机顶盒输入手机号码，业务服务器访问并查询数据库服务器中是否存在该手机号码，如是，则通知认证服务器认证，认证服务器生成随机认证码并通过短信网关平台发送短信到该手机号码上，主讲用户输入短信验证码进行验证，成功则登录，失败则无法进入下一步。
3.根据权利要求1所述的基于WebSocket同步控制的机顶盒直播的方法，其特征在于：所述第二步中的“参与用户登录并认证”包括：参与用户通过双向交互机顶盒输入手机号码，业务服务器访问并查询数据库服务器中是否存在该手机号码，如是，则自动登录成功，如否，则无法进行下一步。
4.根据权利要求1所述的基于WebSocket同步控制的机顶盒直播的方法，其特征在于：所述第三步中的“业务服务器分配点播资源”的策略为：业务服务器根据主讲用户选择的房间ID、资源ID和区域码信息，并结合IPQAM设备资源调度查询空闲的IPQAM端口，选择第一个空闲端口为推流端口，通知视频服务器往此IPQAM端口推流。
5.根据权利要求1所述的基于WebSocket同步控制的机顶盒直播的方法，其特征在于：所述第四步中的“同步服务器对同一个直播间内的双向交互机顶盒统一交互通知”的策略为：
主讲用户向同步服务器发送开始、结束的通知，同步服务器再广播给同一个直播间内所有参与用户；
参与用户向同步服务器发送加入、退出的通知，同步服务器进行登记和统计；
同步服务器从业务服务器中获取断流、重新播放的通知，并广播给同一个直播间内所有主讲用户和参与用户。
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