基于3g移动通信的媒体服务方法

专利名称：基于3g移动通信的媒体服务方法
技术领域：
本发明涉及一种基于3G移动通信的媒体服务方法。
背景技术：
目前，基于移动通信技术实现的各种用途的车辆信息服务系统主要提供如下应用方式
(一)车辆运行规则监控
通过GPS ( Global Positioning System，全球定位系统)定位和移动通信技术，监控中心可以实时获取车辆的地理位置信息、车辆运行状态信息(如运行里程、速度、方向等)， 通过对这些数据的处理，判断车辆是否违反事先制定的“运行规则”，如果违反了既定的“运行规则”，则对车辆进行控制，如警告、断电、断油等。(二)车载视频监控
通过车载的音视频编解码器和移动通信技术，将车辆所在位置的音视频信号传输到监控中心，监控中心可以对音视频信号进行数字化的存储、实时监视和监听等，监控中心可以远程控制车载摄像机。(三)车载导航仪
车载导航仪使用最为普遍，不需要无线通信技术。根据储存的地图信息，利用GPS定位，给出当前车辆所在位置的地理信息，如在地图上的位置、速度、运行方向等，为驾驶员顺利到达目的地提供指引。(四)3G路由器
使用共享或者NAPT (Network Address Port Translation，网络端口地址转换)，其中后者就是将多个内部地址映射为一个合法公网地址，但以不同的协议端口号与不同的内部地址相对应。也就是 < 内部地址+内部端口 >与 < 外部地址+外部端口 >之间的转换。 NAPT普遍用于接入设备中，它可以将中小型的网络隐藏在一个合法的IP地址后面。3G路由器提供有线或者无线接入功能，但是没有本地化的存储，并且一般采用单个3G模块。(五)车载电视
使用VCR (Video Cassette Recorder，盒式磁带录像机)播放机和监视器，由人工或手动给旅客播放电影，并穿插广告、天气和住宿等信息。从以上五种主要的应用方式来看，目前的车辆信息服务系统主要使用移动通信技术、GPS定位技术和音视频编码技术提供地理信息服务和音视频服务，并通过这些技术和服务提供的内容，实现监视和控制功能，或者在此基础上开发面向行业的应用，如卫生执法检查等。以上功能的服务内容，主要是针对特定的行业(如物流公司对车辆的运行轨迹的监控)、特定的需要(如公交系统的视频监控系统)和单纯的接入(如3G路由器)，其存在如下几点不足
(一)无扩展性，或扩展性不强。主要原因是系统核心一般为嵌入式系统，功能已经固化。(二)服务领域窄，功能单一。现有应用主要针对车辆的驾驶者和管理者，或者出于公共安全的考虑，没有针对公共交通的使用者——旅客提供服务。(三)本地接入方式无法满足网络化要求。现有产品主要是通过RS232、RS485或者有线以太网的方式提供接入，而随着个人手提电脑和手机无线局域网功能的普及和发展， 现有本地接入方式已经无法满足要求。(四)无大容量本地化的存储，不能为用户提供内容服务。(五)不具备基于地理信息的内容精准投放功能。(六)用户没有主动选择的自由，只能被动观看电影、广告、天气或其他信息。

发明内容
本发明的目的在于提供一种基于3G移动通信的媒体服务方法，使用户接受服务更具有选择性。本发明采用以下技术方案
该发明基于3G移动通信的媒体服务方法构建以用户终端为叶节点并以媒体服务器为根节点的无线局域网络结构，多个媒体服务器受控于作为其上位机的管理服务器访问广域网；
其中对用户终端设定访问权限，授权用户终端能够访问广域网，而未授权用户终端只能访问所在无线局域网络的本地资源；
而由所述管理服务器管理媒体服务器经3G通讯模块接入广域网，以更新媒体服务器的本地资源。依据上述方法，用户可以在没有授权的情况下选择使用本地资源，而在授权的情况下可以享用广域网上的资源，并且本地资源也是开放性的，可以对本地资源进行定期或者在媒体服务器资源使用较少的情况下进行更新，提高用户接受服务的选择性。同时，接入广域网的媒体服务器载有的操作系统因接入网络的需要不再使用嵌入式系统，配置更灵活，所提供服务更多。上述基于3G移动通信的媒体服务方法，所述3G通讯模块匹配有在其死锁时重新复位的方法，该重新复位的方法包括对在线的3G通讯模块拨通所设置的所有拨号连接， 进而发送INTERNET控制报文协议探测包到至少三个已知网站，进而接收所述网站发回的 ICMP响应包，验证拨号连接是否处于连接状态，形成第一验证方法；以及周期地判断对应的连接句柄的有效性以确认拨号连接的连接状态的第二验证方法；
若上述两种验证方法中的一种出现异常，则指示拨号连接出现中断，进而主动关闭连接，重新拨号；
若拨号出现不成功的次数超过3次时，则复位所述3G通讯模块； 周期地使用所述第一验证方法和第二验证方法。上述基于3G移动通信的媒体服务方法，每台媒体服务器依据网络地址协议变换方法设定的多个拨号连接通过宽带接入管理设置所有拨号连接的配置信息；通过网络地址协议变换及所述配置信息，使当前媒体服务器内的用户端共享对应的多个拨号连接接入的带宽。
上述基于3G移动通信的媒体服务方法，用户认证采用乘务人员提供访问密码或者向以物理地址和IP地址标定的具体用户终端开放设定的访问权限的方式进行认证。上述基于3G移动通信的媒体服务方法，管理服务器对用户进行超时管理机制，当访问时间达到设定时间后，相应用户的认证状态变为失效。根据权利要求1所述的基于3G移动通信的媒体服务方法，其特征在于，媒体服务器采集其所在载具运行路线上的以该媒体服务器为根节点的无线局域网络的网络运行数据，每隔固定时间间隔采样一次，进而与采样当前时间、所在路线位置一同生成一条记录， 在本地记录数达到设定阈值后上传管理服务器，并删除本地数据，管理服务器把接收到的数据连同相应媒体服务器标签一同存储到管理服务器的数据库中；
根据一段时间内数据库存储的一媒体服务器所在载具一运行线路上的网络运行数据生成统计数据，并由客户端程序调用该统计数据并以图形方式显示所述网络运行数据的统计数据。上述基于3G移动通信的媒体服务方法，所述所在路线位置取自车载GPS，而数据采样采用固定的时间间隔具体为10秒。上述基于3G移动通信的媒体服务方法，所述记录以载有的GPS信息和时间信息为索引进行保存。上述基于3G移动通信的媒体服务方法，用户通过所在无线局域网络连接到所属媒体服务器后，初次访问任何Web站点的时候，当前媒体服务器通过Web页面重定向方法向相应用户推送本地服务器页面。上述基于3G移动通信的媒体服务方法，其特征在于，媒体服务器需配置所连接于的管理服务器IP地址和端口号、自身用作认证ID号码的序列号和3G通讯模块拨号连接的用户名、密码和拨号号码；
当媒体服务器启动之后，首先向管理服务器进行接入认证，具体为媒体服务器在启动后向管理服务器发出其ID号码和密码经MD5算法计算的结果接入请求；管理服务器在接收到该请求后对相关ID号码和密码进行认证，若认证成功，就会应该请求，同时把相应媒体服务器设定为活动状态，否则不予会应；
媒体服务器以请求退出并被允许表示为正常退出，管理服务器把该媒体服务器设置为非活动状态；若媒体服务器异常退出，则管理服务器使用心跳机制判断异常退出媒体服务器的活动状态。


图1为依据本发明的一种基于3G移动通信的媒体服务系统组成示意图； 图2为依据本发明的一种管理服务器硬件构成框图3为依据本发明的一种媒体服务器接入处理流程图； 图4为依据本发明的一种媒体服务器心跳流程图； 图5为依据本发明的一种用户认证处理流程图6为依据本发明的一种无线网络优化数据收集、存储和统计分析程序流程图； 图7为依据本发明的一种媒体服务器的整机组成示意图； 图8为依据本发明的一种方案所使用的3G通信板的电路原理6图9为依据本发明的一种方案所使用的3G电源板的电路原理图； 图10为依据本发明的用户点播信息程序流程图11为依据本发明的一种拨号连接状态检测和3G模块硬件复位程序流程图； 图12为依据本发明的一种网络地址协议转换(NAPT)程序流程图。
具体实施例方式下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。(一)总体概述依据本发明的基于3G移动通信的媒体服务方法可以应用在公共交通工具上，也可以安装在WLAN用户密集的区域，如车站、酒吧、饭店等，侧重于应用在公共交通工具上。基于3G移动通信的媒体服务系统，也就是的基于3G移动通信的媒体服务方法所运行于的系统通过媒体服务器实现无线局域网络(WLAN，Wireless Local Area Networks) 的覆盖，为用户提供WLAN接入，同时，其具备有线或无线3G宽带路由器的功能，用户可以通过媒体服务器的宽带路由器功能访问互联网。在管理服务器的管理和控制下，媒体服务器可以为用户提供信息服务，如电影的在线观看、天气和地理信息等。其中，参见说明书附图1，构建以用户终端为叶节点并以媒体服务器为根节点的无线局域网络结构，以满足用户的WLAN接入，多个媒体服务器受控于作为其上位机的管理服务器访问广域网，管理服务器采用机架式服务器，一台管理服务器可以接入1024台媒体服务器；管理服务器和媒体服务器之间通过互联网以TCP/IP协议实现数据和信息的传输和交换；
其中对用户终端设定访问权限，授权用户终端能够访问广域网，而未授权用户终端只能访问所在无线局域网络的本地资源；
而由所述管理服务器管理媒体服务器经3G通讯模块接入广域网，以更新媒体服务器的本地资源。媒体服务器是一个以工控主板为核心的设备，可以安装在公共交通工具上，也可以安装在固定场所，如饭店、酒吧、宾馆、车站等场所。管理服务器的管理软件是一组运行于WINDOWS SERVER 2005操作系统上的软件， 包括SQL SERVER 2005数据库系统、媒体服务器管理软件。管理服务器有两种部署方式， a.单机型；b.双机型。管理服务器的操作系统优选WINDOWS SERVER 2005。单机型部署方案中，需要1台机架服务器，管理服务器程序和SQL SERVER 2005数据库系统都安装在上面。服务器通过以太网与交换机或路由器连接到互联网。双机型部署方案中，需要2台机架服务器，管理服务器程序和SQL SERVER 2005数据库系统分别安装在不同的机架服务器上，两台服务器同样通过以太网与交换机或路由器连接到互联网。具体采用哪种形式，需要根据系统的规模和机架服务器的性能确定。管理服务器的配置需要如下的信息a.媒体服务器的序列号，做为媒体服务器身份的ID ；b.媒体服务器运行的线路信息(媒体服务器部署在公共交通工具上的情形)或固定点信息(媒体服务器部署在如饭店、酒吧、宾馆、车站等固定场所的情形)；c.用户名和初始密码，服务人员可以据此分配给相关用户使用；d.管理员账号信息，进行管理员管理；e. 无线网络优化数据分析程序用户名和账号信息。
媒体服务器是一台以微型工控主板为核心的嵌入式设备，运行WINDOWS XP操作系统，不再使用嵌入式系统，并安装部署Iis 5.1 TOB服务器。媒体服务器构成基于3G移动通信的媒体服务系统的主体。媒体服务器需配置所连接于的管理服务器IP地址和端口号、 自身用作认证ID号码的序列号和3G通讯模块拨号连接的用户名、密码和拨号号码，方便认证和操作；
当媒体服务器启动之后，首先向管理服务器进行接入认证，具体为媒体服务器在启动后向管理服务器发出封装有其ID号码和密码的接入请求；管理服务器在接收到该请求后对相关ID号码和密码进行认证，若认证成功，就会应该请求，同时把相应媒体服务器设定为活动状态，否则不予会应；
媒体服务器以请求退出并被允许表示为正常退出，管理服务器把该媒体服务器设置为非活动状态；若媒体服务器异常退出，则管理服务器使用心跳机制判断异常退出媒体服务器的活动状态。(二)详述
1、管理服务器，管理服务器在硬件上主要是由一组机架式服务器和网络设备构成，说明书附图2是管理服务器的硬件构成框图。机架服务器优选采用4个中央处理器，存储方面采用RAID3 (Redundant Array of Independent Disk，独立冗余磁盘阵列)存储备份方案，容量1T，网络通信采用GByte以太网与交换机或路由器连接。管理服务器所装载的SQL SERVER 2005数据库系统是商业数据库系统。管理服务器的媒体服务管理功能的实现离不开媒体服务器的配合，事实上，这些功能都是二者共同完成的，因此，在具体介绍管理服务器的实施方式时，连同媒体服务器的部分功能一并说明。媒体服务器和管理服务器之间通过互联网和TCP/IP协议实现数据和信息的交换。当媒体服务器启动之后，媒体服务器首先向管理服务器进行接入认证，具体过程见于说明书附图，接入认真具体的实施步骤如下a.媒体服务器启动后，将本地保存的序列号经过MD5算法后将加密所得结果做为接入请求的验证数据发送到管理服务器；b.管理服务器接收到该请求后，与保存的序列号的MD5进行比较，如果发现相同的，就回应该请求，否则不予回应，管理服务器将合法请求的媒体服务器设置为活动状态；c.媒体服务器接收到确认接入的响应后，提交认证数据，认证数据包括该媒体服务器的固定线路号码或地点编号等信息，管理服务器接收到该信息后保存并返回确认数据；d.当媒体服务器关闭时，媒体服务器发送退出请求，管理服务器接收到退出请求后，发送确认响应，并设置该媒体服务器的状态为非活动状态。一种状况是媒体服务器异常，如断电等，管理服务器使用心跳机制来判断媒体服务器的活动状态，媒体服务器接入后，间隔90秒钟周期性发送心跳信号，管理服务器如果在3个连续的周期内接收不到该信号，就认为媒体服务器异常退出。更具体地，见于说明书附图4。用户认证的过程指WLAN用户通过作为当前WLAN根节点的媒体服务器的WLAN接入模块实现用户身份的注册和认证，通过认证的用户可以通过媒体服务器访问互联网，而未通过认证的用户只能访问媒体服务器的本地资源。
用户认证过程的一种实施方式为总体上可分为三个步骤，参见说明书附图5。其中接入过程接入过程指用户通过WLAN连接到媒体服务器的WLAN接入点，成为无线局域网的一台主机的过程。这个过程中主要是媒体服务器的WLAN接入点给用户的无线网络接口分配IP (Internet Protocol，网络之间互连的协议)地址和DNS (Domain Name System，域名系统)服务器地址。同时媒体服务器记录用户终端的MAC (Medium Access Control，介质访问控制层)地址和IP (Internet Protocol，网络之间互连的协议)地址，做为用户注册时的验证信息。更具体地，一种通过TOB页面重定向技术和用户名/密码相结合的WLAN用户认证的方法。步骤如下a.用户通过WLAN连接到媒体服务器后，初次访问任何TOB站点的时候， 媒体服务器通过WEB页面重定向技术向WLAN用户推送本地服务器的页面；b.用户通过该页面和预先取得的用户名和密码，实现用户身份的认证；c.通过认证后的用户，可以使用媒体服务器的3G宽带接入功能接入互联网，也可以访问本地资源，未经认证的用户只能访问本地的免费资源；d.管理服务器对用户进行计时，当达到规定的时间后，管理服务器向媒体服务器发送超时指令，该用户就不能使用媒体服务器接入互联网。如前所述用户认证信息分为两种，一种是乘务人员给旅客提供的用户名和密码， 另外一种是用户WLAN设备网卡的物理地址和IP地址。本发明的有益效果是通过使用物理地址和IP地址，可以防止用户名和密码的盗用，保护付费旅客的权益。注册过程为注册过程是用户通过WEB页面将预先取得的用户名和密码提交到媒体服务器，媒体服务器向管理服务器发送用户的IP地址、MAC地址，以及用户名和密码的 MD5值，管理服务器与保存的密码的MD5值和用户名进行验证，如果通过验证，发送认证成功，否则发送认证失败的响应，媒体服务器与管理服务器保持用户认证信息和结果的同步。用户退出步骤为用户退出优选采用简单的超时退出，从认证成功完成后，管理服务器开始计时，当达到指定的时间后，该用户的认证状态变为失效，用户不能再使用WLAN 连接到互联网。参见说明书附图6，管理服务器具有无线网络优化监测数据收集和存储等网络运行数据的处理步骤。媒体服务器负责采集网络优化监测数据，采集的方式根据相应系统部署情况，采用固定路线或者固定地点进行周期采集，采集的时间间隔是10秒钟，在时间的整10秒数进行采集，这样保证了采集数据的时间一致性，媒体服务器采集数据后将时间、 地理信息和网络优化监测数据作为1条记录存储在本地硬盘上，当数据积累到一定数量后，媒体服务器将数据发送到管理服务器，并删除本地的历史数据。管理服务器在接收到媒体服务器的发送数据后，将数据存储在其数据库中，当然所存储数据应当包含媒体服务器 ID或者其他标识信息，以进行区分。依据上述网络运行数据的处理结果可以对后续媒体服务器的运行提供参考，尤其是用户参考。那么，相关媒体服务器把处理结果所形成数据下载到本地后，可以保存在本地临时文件中，这些数据是某一条媒体服务器运行路线的所有监测记录，监测记录按照时间先后顺序排列，客户端程序首先对数据进行预处理，将其整理成按照一次运行产生的记录集合，这些集合在经纬度(通过GPS获得)上是重合的，将这些集合以图形的方式显示在界面上。可以根据需要提供相关数据的最大值、最小值、平均值和均方根值四种统计方法，分别针对用户选定的线路、地点、地点段进行统计。该方法的优点是利用公共交通工具运行线路的固定性，可以在较长的时间间隔内对这条固定线路进行反复测量和监视，便于采用统计方法对线路的无线信号质量进行分析，克服了单次测量的不确定性。2、媒体服务器，主要用于实现a.媒体服务器的硬件实施实现；b.与管理服务器有关的媒体服务器接入、用户认证和无线网络优化监测数据收集和存储功能的实施方式； c.媒体服务器独立功能的实现。配置独立的媒体服务器管理模块，包括应用层模块和驱动模块，前者可由Visual C++ 6.0开发环境下开发，后者可在WINDOWS XP DDK环境下编译。媒体服务器的三个实现中的第二个在前面已经涉及，关于其他的两个在此进行详述。参见说明书附图7，一种较佳的选择是其结构采用CTN-BA0135E 3. 5英寸微型工控主板、配置在该主板上的.3G通信板、3G电源板、硬盘支架和硬盘、风扇、.支持软AP (Wireless Access Point,即无线访问接入点)的WLAN模块，以及机壳。功能部分通过电缆连接起来。参见说明书附图8，3G通讯模块较佳的选择为一种电路板整件，形成一块3G通信板，包括
电源转换，将输入的5V电源转换成3. 3V电源，供3G模块使用，采用线性转换的方法， 最大可以提供3A的电流输出；
3G模块，可以支持2块PCI-E 3G模块，支持WCDMA.CDMA EVDO和TD-SCDMA三种3G模块混装；
3G模块控制电路，微型工控主板通过线缆和接口将控制信号送到3G通信板，经过该控制电路进行处理后，用来控制和监测3G模块的状态，如上电、复位和连接状态监视；
视觉指示电路，包括主板视觉指示电路和3G模块视觉指示电路，均采用LED指示灯的形式；
USB接口电路，微型工控主板通过该接口与3G通信板进行数据传输，实现拨号、登陆互联网和为用户提供宽带接入功能。3G通信板的接口规范如下表所示。
权利要求
1.一种基于3G移动通信的媒体服务方法，其特征在于，构建以用户终端为叶节点并以媒体服务器为根节点的无线局域网络结构，多个媒体服务器受控于作为其上位机的管理服务器访问广域网；其中对用户终端设定访问权限，授权用户终端能够访问广域网，而未授权用户终端只能访问所在无线局域网络的本地资源；而由所述管理服务器管理媒体服务器经3G通讯模块接入广域网，以更新媒体服务器的本地资源。
2.根据权利要求1所述的基于3G移动通信的媒体服务方法，其特征在于，所述3G通讯模块匹配有在其死锁时重新复位的方法，该重新复位的方法包括对在线的3G通讯模块拨通所设置的所有拨号连接，进而发送INTERNET控制报文协议探测包到至少三个已知网站，进而接收所述网站发回的ICMP响应包，验证拨号连接是否处于连接状态，形成第一验证方法；以及周期地判断对应的连接句柄的有效性以确认拨号连接的连接状态的第二验证方法；若上述两种验证方法中的一种出现异常，则指示拨号连接出现中断，进而主动关闭连接，重新拨号；若拨号出现不成功的次数超过3次时，则复位所述3G通讯模块；周期地使用所述第一验证方法和第二验证方法。
3.根据权利要求2所述的基于3G移动通信的媒体服务方法，其特征在于，每台媒体服务器依据网络地址协议变换方法设定的多个拨号连接通过宽带接入管理设置所有拨号连接的配置信息；通过网络地址协议变换及所述配置信息，使当前媒体服务器内的用户端共享对应的多个拨号连接接入的带宽。
4.根据权利要求1至3任一所述的基于3G移动通信的媒体服务方法，其特征在于，用户认证采用乘务人员提供访问密码或者向以物理地址和IP地址标定的具体用户终端开放设定的访问权限的方式进行认证。
5.根据权利要求4所述的基于3G移动通信的媒体服务方法，其特征在于，管理服务器对用户进行超时管理机制，当访问时间达到设定时间后，相应用户的认证状态变为失效。
6.根据权利要求1所述的基于3G移动通信的媒体服务方法，其特征在于，媒体服务器采集其所在载具运行路线上的以该媒体服务器为根节点的无线局域网络的网络运行数据， 每隔固定时间间隔采样一次，进而与采样当前时间、所在路线位置一同生成一条记录，在本地记录数达到设定阈值后上传管理服务器，并删除本地数据，管理服务器把接收到的数据连同相应媒体服务器标签一同存储到管理服务器的数据库中；根据一段时间内数据库存储的一媒体服务器所在载具一运行线路上的网络运行数据生成统计数据，并由客户端程序调用该统计数据并以图形方式显示所述网络运行数据的统计数据。
7.根据权利要求6所述的基于3G移动通信的媒体服务方法，其特征在于，所述所在路线位置取自车载GPS，而固定时间间隔为10秒。
8.根据权利要求6所述的基于3G移动通信的媒体服务方法，其特征在于，所述记录以载有的GPS信息和时间信息为索引进行保存。
9.根据权利要求所述的基于3G移动通信的媒体服务方法，其特征在于，用户通过所在无线局域网络连接到所属媒体服务器后，初次访问任何Web站点的时候，当前媒体服务器通过Web页面重定向方法向相应用户推送本地服务器页面。
10.根据权利要求1所述的基于3G移动通信的媒体服务方法，其特征在于，媒体服务器需配置所连接于的管理服务器IP地址和端口号、自身用作认证ID号码的序列号和3G通讯模块拨号连接的用户名、密码和拨号号码；当媒体服务器启动之后，首先向管理服务器进行接入认证，具体为媒体服务器在启动后向管理服务器发出其ID号码和密码经MD5算法计算的结果的接入请求；管理服务器在接收到该请求后对相关ID号码和密码进行认证，若认证成功，就会应该请求，同时把相应媒体服务器设定为活动状态，否则不予会应；媒体服务器以请求退出并被允许表示为正常退出，管理服务器把该媒体服务器设置为非活动状态；若媒体服务器异常退出，则管理服务器使用心跳机制判断异常退出媒体服务器的活动状态。
全文摘要
本发明发明公开了一种基于3G移动通信的媒体服务方法构建以用户终端为叶节点并以媒体服务器为根节点的无线局域网络结构，多个媒体服务器受控于作为其上位机的管理服务器访问广域网；其中对用户终端设定访问权限，授权用户终端能够访问广域网，而未授权用户终端只能访问所在无线局域网络的本地资源；而由所述管理服务器管理媒体服务器经3G通讯模块接入广域网，以更新媒体服务器的本地资源。依据本发明能够使用户接受服务更具有选择性。
文档编号H04N21/4782GK102347953SQ201110307090
公开日2012年2月8日 申请日期2011年10月12日 优先权日2011年10月12日
发明者李维钊, 王超, 赵强 申请人:李维钊, 王超, 赵强