CN107979737A - 一种企业网可视会议系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种企业网可视会议系统，该系统的组成部分包括：Linux系统的嵌入式主板设备(1)、USB摄像头(2)、USB话筒(3)、外接音频播放设备(4)、高清液晶触摸屏(5)、外接显示器(6)、PC服务器(7)和企业局域网(8)，其特征在于：USB摄像头(2)、USB话筒(3)、外接音频播放设备(4)、高清液晶触摸屏(5)、外接显示器(6)连接到Linux系统的嵌入式主板设备(1)上，嵌入式主板设备(1)和PC服务器(7)连接到企业局域网(8)中。嵌入式主板设备采用ARM嵌入式客户端，可以完成一定复杂度的任务处理，数据采集，音视频编码，混音混屏、图像显示等，省去混音器、视频处理器、拼接显示器等大量其他外设，有效地控制系统成本。

Description

一种企业网可视会议系统

技术领域

本发明属于音视频通讯的技术领域，具体设计了一种集中式和分布式混合架构的企业网可视会议系统。

背景技术

常规的视频会议是指位于两地或多地的不同人员，借由网络设备，通讯主机和音视频设备等，通过网络进行远程视频开会。进入21世纪以来，随着TCP/IP协议下的Internet网络不断发展，同时出现了用于多媒体传输的RTP/RTCP协议和网络视频解决方案SIP协议。由此产生了两种网络视频会议架构，集中式紧耦合的、由高负载服务器管理的会议架构，以及分布式松耦合的无服务器、多客户端直接通讯的会议架构。

集中式的网络架构一般由一个性能要求很高的服务器搭建整个系统，客户端采集音视频数据后全部传输给服务器，由服务器进行数据转发和客户端控制。这种架构下，服务器对整个系统的控制力很强，但负载也很高，并且大量的数据在客户端和服务器之间不停地传输，一个客户端的数据异常和系统崩溃将可能导致整个会议系统的崩溃。

分布式的网络架构一般没有主机服务器，每位参会人员只需要通过一套视频会议设备即可发送和接受其他会议人员的数据。这种架构实现简单，复杂度低，成本也相对较低，但是缺乏有效的系统管理设备，不能对整个企业会议进行监测和控制，缺乏安全性和稳定性。

当前视频会议的硬件设备比较高昂，而且以PC主机为主要会议设备，视频输入采用I2S接口，此外还需要专门的拼接显示器、音频混音器、视频服务器等，硬件设备接口扩展较小，设备种类繁多，布线复杂。

为解决以上问题，本专利设计了一种集中式和分布式混合网络架构的企业网可视会议系统，采用基于嵌入式Linux和ARM处理器的客户端以及标准PC端MCU服务器。随着移动办公，随手办公等快节奏办公方法在企业中被越来越多地采用，本系统具有成本控制，稳定灵活，管理集中等特征，因此具有十分广阔的应用前景。

发明内容

本发明设计了一种企业网可视会议系统，可以有效地解决上述几个一般视频会议系统中存在的问题。

实现本发明目的的技术解决方案为：

1)一种企业网可视会议系统，该系统的组成部分包括：Linux系统的嵌入式主板设备1、USB摄像头2、USB话筒3、外接音频播放设备4、高清液晶触摸屏5、外接显示器6、PC服务器7和企业局域网8，其中：USB摄像头2、USB话筒3、外接音频播放设备4、高清液晶触摸屏5、外接显示器6连接到Linux系统的嵌入式主板设备1上，嵌入式主板设备1和PC服务器7连接到企业局域网8中。

2)嵌入式主板设备1主要采用以Freescale i-MX.6处理器为核心的集成嵌入式设备，预装适用于ARM的嵌入式Linux系统。

3)USB摄像头2采用支持UVC协议的任意USB接口的免驱摄像头，负责图像采集。

4)USB话筒3采用支持ALSA音频协议的任意USB接口的免驱话筒，负责音频采集。

5)外接音频播放设备4采用外放音响或通话耳机；所述高清液晶触摸屏5可采用电阻屏或电容屏。

6)USB摄像头2、USB话筒3、外接音频播放设备4、高清液晶触摸屏5、外接显示器6通过嵌入式主板设备1提供的接口连接到Linux系统的嵌入式主板设备1上，共同构成客户端系统，负责所有客户端事务。

7)PC服务器7采用一般性能计算机即可，负责客户端请求应答，系统管理等事务。

8)嵌入式主板设备1作为客户端和PC服务器7作为服务端连接到同一企业局域网8中，构成整体的C/S架构系统。

与现有视频会议方案相比，本发明具有以下显著优点

1)本发明省去了大量的外设硬件设备，布线容易，硬件扩展性强。通过嵌入式客户端通过触摸显示屏、USB音视频采集设备、C语言混音混屏算法、内置硬编码芯片，将音视频数据采集和播放、音视频数据编解码、多媒体网络数据收发、参会人员信息交流、视频会议操作等全部囊括在嵌入式一体机中。

2)采用C/S系统架构，简单稳定、安全性强，用户体验一致。

3)系统成本低，节省大量资源，嵌入式主板设备采用ARM嵌入式客户端，可以完成一定复杂度的任务处理，数据采集，音视频编码，混音混屏、图像显示、声音播放等。省去了混音器、视频处理器、拼接显示器等大量其他外设，有效地控制了系统成本。

4)本发明具有稳定灵活，管理集中等明显特征，信令模块由服务器集中式管理，多媒体数据客户端之间独立进行分布式传输，这种新型的混合架构视频会议非常适合当今企业网内快捷方便、稳定高效的会议方式。

附图说明

图1为本发明视频会议组织结构图

图2为本发明视频会议信令通信模块流程图

图3为本发明视频会议多媒体数据传输模块流程图

图中，1为Linux系统的嵌入式主板设备，2为USB摄像头，3为USB话筒，4为外接音频播放设备，5为高清液晶触摸/显示屏，6为外接显示屏，7为PC端服务器，8为企业局域网。

具体实施方式

下面结合附图1-3对本发明的系统架构进行进一步的说明：

本发明设计了一种新型的基于嵌入式设备、信令模块和多媒体传输模块采用集中式和分布式混合架构的企业网内的视频会议系统。

1.视频会议系统整体架构

当前视频会议系统布线复杂，系统组成过于庞杂，音视频编解码设备、混音混屏专用设备等等种类繁多的设备，无疑大大提高了系统的成本。并且大多会议客户端采用一般PC机，硬件扩展能力不足，便捷性也有所欠缺。本发明采用嵌入式主板设备为核心的会议客户端和以PC机为核心的服务端，采用C/S系统架构，将音视频数据采集模块，数据显示模块，用户交互模块整合在一个嵌入式客户端中，通过企业局域网将系统各部分连接起来。

如图1，是本发明的视频会议组织结构图，嵌入式客户端和PC服务器连接在一个企业局域网中，具体包括以下的设备：Linux系统的嵌入式主板设备1、USB摄像头2、USB话筒3、外接音频播放设备4、高清液晶触摸屏5、外接显示器6、PC服务器7和企业局域网8，系统各组成部分及对应功能如下：

1)嵌入式主板设备1主要采用以Freescale i-MX.6处理器为核心的集成嵌入式设备，预装适用于ARM的嵌入式Linux系统：负责音视频数据编解码、数据打包发送与接受、会议数据混音混屏处理以及通过TCP/IP连接PC服务器；

2)USB摄像头2采用支持UVC协议的任意USB接口的免驱摄像头：负责采集参会人员的视频画面；

3)USB话筒3采用支持ALSA音频协议的任意USB接口的免驱话筒：负责采集参会人员的语音讯息；

4)外接音频播放设备4采用音响或通话耳机；

5)高清液晶触摸屏5可采用电阻屏或电容屏：负责参会人员的会议操作；

6)外接显示器6采用高分辨率显示器：负责视频会议画面显示；

7)PC服务器7采用一般性能计算机即可：负责接收客户端参会请求、发送文本通知公告、会议人员管理和信令通信模块管理；

2.信令通信模块：

如图2，是基于TCP/IP协议的集中式会议信令通信模块流程图，阐述了本发明视频会议系统的信令通信方法。

集中式的信令通道通讯方法包括服务器对嵌入式客户端的管理和控制，具体方法步骤如下：

1)嵌入式客户端请求参加会议，向服务器发出TCP连接建立请求；

2)服务器做出请求应答，若同意，则更新在线会议人员列表，若拒绝，则关闭会议请求通道；

3)服务器通知当前在线客户端添加新加入的参会者IP地址，至此，新参会客户端加入系统多媒体传输会话中，视频会议开始进行；

4)客户端退出会议时，先通过服务器将该客户端从多媒体传输会话中移除，再通过信令控制关闭与该客户端的TCP通信，该人员完全退出会议系统。

3.多媒体数据传输模块

本发明的多媒体数据传输模块采用基于RTP/RTCP协议的分布式多媒体数据传输方法。其中RTP可以通过UDP、TCP及ATM等数据传输协议进行传输，主要负责处理一对一、一对多的多媒体数据流传输，提供数据流传输的时间信息以及同步控制。RTCP的主要作用是用来与RTP一起合作，以解决数据传输的浏览控制以及网络拥塞控制问题，它们的配合使用可以在一定程度上提高数据的传输效率，所以这种解决方案能够成为在线实时数据传输的主要方式。

如图3，是本发明的多媒体数据传输方案流程图。嵌入式客户端在加入会议系统后，开始和所有当前客户端进行音视频数据传输，同时开启数据采集线程和数据接收线程，首先，数据采集线程流程方法如下：

1)通过UVC协议摄像头和ALSA音频架构话筒设备采集原始音视频数据；

2)将音视频原始YUV格式视频和PCM音频数据编码；

3)读取当前在线参会者IP地址名单；

4)通过RTP/RTCP协议将多媒体数据分包，打包，通过IP组播发送至每个客户端

5)循环采集并重复以上步骤。

数据接收线程流程方法如下：

1)客户端开启RTP会话数据接收端口；

2)通过RTCP协议报头信息判断数据类型，音视频数据分类处理；

3)视频数据组包后解码为原始数据类型，所有参会者视频画面混屏后在显示屏上显示；

4)音频数据解码为原始数据类型，所有参会者音频数据混音后播放。

5)循环接收数据重复以上步骤

4.系统整体步骤

1)将系统各个设备连接好，客户端与服务器连接在企业局域网中；

2)客户端向服务器请求参加会议，服务器做出应答，将新参会者添加至会议中

3)客户端得到会议IP列表，开始进行音视频采集和发送，同时接收其他客户端发送的RTP数据包并解析播放

4)客户端退出会议，通知服务器，服务器将该客户端IP移除，其他客户端停止与该客户端数据传输，会议结束

本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (8)

1.一种企业网可视会议系统，该系统的组成部分包括：Linux系统的嵌入式主板设备(1)、USB摄像头(2)、USB话筒(3)、外接音频播放设备(4)、高清液晶触摸屏(5)、外接显示器(6)、PC服务器(7)和企业局域网(8)，其特征在于：USB摄像头(2)、USB话筒(3)、外接音频播放设备(4)、高清液晶触摸屏(5)、外接显示器(6)连接到Linux系统的嵌入式主板设备(1)上，嵌入式主板设备(1)和PC服务器(7)连接到企业局域网(8)中。

2.如权利要求1所述的企业网可视会议系统，其特征在于：所述嵌入式主板设备(1)主要采用以Freescale i-MX.6处理器为核心的集成嵌入式设备，预装适用于ARM的嵌入式Linux系统。

3.如权利要求1所述的企业网可视会议系统，其特征在于：所述USB摄像头(2)采用支持UVC协议的任意USB接口的免驱摄像头，负责图像采集。

4.如权利要求1所述的企业网可视会议系统，其特征在于：所述USB话筒(3)采用支持ALSA音频协议的任意USB接口的免驱话筒，负责音频采集。

5.如权利要求1所述的企业网可视会议系统，其特征在于：所述外接音频播放设备(4)采用外放音响或通话耳机；所述高清液晶触摸屏(5)可采用电阻屏或电容屏。

6.如权利要求1—5的任一权利要求所述的企业网可视会议系统，其特征在于：所述USB摄像头(2)、USB话筒(3)、外接音频播放设备(4)、高清液晶触摸屏(5)、外接显示器(6)通过嵌入式主板设备(1)提供的接口连接到Linux系统的嵌入式主板设备(1)上，共同构成客户端系统，负责所有客户端事务。

7.如权利要求1所述的企业网可视会议系统，其特征在于：所述PC服务器(7)采用一般性能计算机即可，负责客户端请求应答，系统管理等事务。

8.如权利要求1或2或7所述的企业网可视会议系统，其特征在于：所述嵌入式主板设备(1)作为客户端和PC服务器(7)作为服务端连接到同一企业局域网(8)中，构成整体的C/S架构系统。